エレベータの磁力式のガイド装置
【課題】本発明は、内包する永久磁石が形成する磁力の向きをガイドレールに対して効果的に配することによって、ガイド装置そのものの容積を大きくすること無く、安定した保持力を得られる磁力式のガイド装置を提供する。
【解決手段】ガイド装置１０は、一対のガイドレール２と、磁石ユニット１１と、台座１２と、センサ部１３と、制御部（磁気ガイド制御装置１４）と、突部１８１，１８２とを備えている。磁石ユニット１１は、電磁石１１３Ａ，１１３Ｂ，１１４Ａ，１１４Ｂおよび永久磁石１１１，１１２を有し、ガイドレール２の刃２１に対して三方向から空隙を開けて磁極１１Ｃ，１１Ｓ１，１１Ｓ２を対向させている。突部１８１，１８２は、磁石ユニット１１の磁極のうちガイドレール２の刃２１の先端面２１ａに対向する中央磁極１１Ｃの先端部の両側部が中央部よりもガイドレール２側へ接近して形成されている。
【解決手段】ガイド装置１０は、一対のガイドレール２と、磁石ユニット１１と、台座１２と、センサ部１３と、制御部（磁気ガイド制御装置１４）と、突部１８１，１８２とを備えている。磁石ユニット１１は、電磁石１１３Ａ，１１３Ｂ，１１４Ａ，１１４Ｂおよび永久磁石１１１，１１２を有し、ガイドレール２の刃２１に対して三方向から空隙を開けて磁極１１Ｃ，１１Ｓ１，１１Ｓ２を対向させている。突部１８１，１８２は、磁石ユニット１１の磁極のうちガイドレール２の刃２１の先端面２１ａに対向する中央磁極１１Ｃの先端部の両側部が中央部よりもガイドレール２側へ接近して形成されている。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、エレベータの乗籠をガイドレールに沿って案内するために乗籠に装備され、磁力でガイドレールを保持するガイド装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
エレベータは、巻上機に掛けられたメインロープで乗籠を昇降路内に吊るし、巻上機を駆動することによって、乗籠を移動させる。乗籠は、昇降路内に鉛直方向へ敷設されたガイドレールに沿って移動するためのガイド装置を備えている。乗客や荷物が乗っている位置やその重量によって、乗籠は、その移動中に、移動する方向と交差する方向に力を受ける。このような力を支えるために、ガイド装置は、十分な力によって乗籠を保持している。
【０００３】
ガイド装置として、ガイドレールに接触するローラやシューを備えた接触式のものと、ガイドレールに対して間隙を維持するように非接触に磁力で保持する磁力式のものとがある。接触式のガイド装置の場合、ガイドレールの表面の凹凸や、継ぎ目などに起因する振動がローラやシューから伝わってきたり、ローラが回転する音やシューが擦れる音が発生することもある。この点において、磁力式のガイド装置は、非接触であるため、振動や音が発生することが軽減される。
【０００４】
ガイドレールの刃先を囲うＥ字形状に構成された磁石ユニットを備える磁力式のガイド装置が、特許文献１に開示されている。このガイド装置の磁石ユニットは、ガイドレールの刃先に対向する位置に配置された中央電磁石と、ガイドレールの刃先を挟むように両側に一対に配置された第１および第２の電磁石と、第１の電磁石と中央電磁石の間、第２の電磁石と中央電磁石の間にそれぞれ磁束が直列になるように接続された第１および第２の永久磁石を備えている。中央電磁石は、第１の永久磁石につながる手前の部分に配置される第３の電磁石と、第２の永久磁石につながる手前の部分に配置される第４の電磁石とを有している。
【０００５】
特許文献１に記載されたガイド装置は、ガイドレールの刃先と中央電磁石および第１、第２の電磁石のそれぞれ磁極端との距離を計測するギャップセンサを備えている。乗籠は、両側に配置されたガイドレールに対して上部と下部の合計４箇所に、このガイド装置を有している。ガイド装置は、ギャップセンサの検出信号と各電磁石に流れる電流値とに基づいて、ガイドレールと各磁極との間の吸引力を個々に制御する。このエレベータは、４つのガイド装置を統合的に制御することによって、乗籠の姿勢を安定させる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００５−３５０２６７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
ところで、特許文献１に記載されたガイド装置の場合、ガイドレールに対して磁力による十分な吸引力を発生させるには、ガイド装置そのものを大きくすることになる。磁力式のガイド装置は、大きくなると重量が増加するだけでなく、永久磁石の単価も増大する。ガイド装置は、４つ設けられるため、少しの重量の増加でも乗籠の最大積載荷重を逼迫し、エレベータの製造コストを引き上げることとなる。
【０００８】
そこで、本発明は、内包する永久磁石が形成する磁力の向きをガイドレールに対して効果的に配することによって、容積を大きくすること無く、安定した保持力を得られる磁力式のガイド装置を提供する。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明に係るガイド装置は、エレベータの乗籠に取り付けられてこの乗籠をガイドレールに対して磁力で非接触に保持し案内する。このガイド装置は、一対のガイドレールと、磁石ユニットと、台座と、センサ部と、制御部と、突部とを備えている。一対のガイドレールは、磁性体からなり、昇降路に鉛直方向に敷設される。磁石ユニットは、電磁石および永久磁石を有し、ガイドレールの刃に対して三方向から空隙を開けて磁極を対向させている。台座は、ガイドレールの間に配置される乗籠に、磁石ユニットを固定する。センサ部は、ガイドレールおよび磁石ユニットによって形成される磁気回路中の物理量を検出する。制御部は、この物理量に基づいて、電磁石に流す電流を制御することによって乗籠をガイドレールに対して非接触に支持する。突部は、磁石ユニットの磁極のうちガイドレールの刃の先端面に対向する中央磁極の先端部の両端のそれぞれに、中央部よりもガイドレール側へ接近して形成される。
【００１０】
乗籠の変位許容範囲内で変位した場合にもガイドレールの刃の厚み方向へ十分な保持力を発揮できるようにするために、中央磁極の凸部の間に形成される凹部の内のり寸法は、ガイドレールの刃の厚みと同じかそれよりも小さくする。また、ガイドレールの刃の厚み方向に沿う中央磁極の先端部の外のり寸法は、ガイドレールの刃の厚みとガイドレールに対する乗籠の変位許容範囲との和と同じかそれよりも大きくする。また、ガイドレールの刃の厚み方向に沿う中央磁極の突部それぞれの外のり寸法は、ガイドレールの刃の厚みとガイドレールに対する乗籠の変位許容範囲との和以上にする。または、中央磁極の突部の間に形成される凹部の内のり寸法は、ガイドレールの刃の厚みおよびガイドレールに対する乗籠の変位許容範囲の和よりも大きくし、中央磁極の突部の先端は、乗籠の変位許容範囲でガイドレールの刃の延びる方向に最も近づいた位置にあるときに、ガイドレールの刃の先端面を越えて延びている。
【００１１】
また、磁石ユニットの磁極のうち中央磁極以外の他の２つの磁極は、第１の側部磁極および第２の側部磁極である。第１の側部磁極および第２の側部磁極は、同極であって、中央磁極と異なる極性を有し、ガイドレールの刃をその厚み方向に挟む両側にそれぞれ対向させて中央磁極と直交する向きに配置される。磁石ユニットは、鉄心と、第１の永久磁石と、第２の永久磁石と、第１の電磁石と、第２の電磁石とを有する。鉄心は、中央磁極、第１の側部磁極、第２の側部磁極をそれぞれ端部に有する。この鉄心は、中央磁極から第１、第２の永久磁石との結合部までのＴ字形状の部分と、第１の側部磁極から第１の永久磁石との結合部までおよび第２の側部磁極から第２の永久磁石との結合部までのそれぞれＩ字形状の部分と、によって構成される。第１の永久磁石は、中央磁極および第１の側部磁極のそれぞれ極性を形成する向きで中央磁極から第１の側部磁極までの間に配置される。第２の永久磁石は、中央磁極および第２の側部磁極のそれぞれ極性を形成する向きで中央磁極から第２の側部磁極までの間に配置される。第１の電磁石は、第１の永久磁石を通る第１の磁気回路の第１主磁束に交差する向きに鉄心に捲回された第１コイルを有している。第２の電磁石は、第２の永久磁石を通る第２の磁気回路の第２の主磁束に交差する向きに鉄心に捲回された第２のコイルを有している。
【００１２】
ガイドレールを引き付ける各磁極の磁力を強めるために、磁石ユニットは、中央磁極から第１の側部磁極までの間を接続する区間で隣り合う外周側面どうし、および中央磁極から第２の側部磁極までの間を接続する区間で隣り合う外周側面どうし、の少なくとも１か所は、９０°以上の角度で接続する。または、中央磁極、第１の側部磁極、第２の側部磁極の少なくとも一つは、ガイドレールに対向する先端部を、ガイドレール側に近づくにつれて断面積が減少する先細りに、形成する。
【００１３】
また、各磁極の磁力を制御しやすくするために、第１のコイルは、中央磁極から第１の永久磁石までの間、および第１の永久磁石から第１の側部磁極までの間の少なくとも一方に設けられ、第２のコイルは、中央磁極から第２の永久磁石までの間、および第２の永久磁石から第２の側部磁極までの間にそれぞれ設けられている。
【００１４】
またガイド装置の消費電力量を小さくするために、制御部は、センサ部によって検出された物理量に基づいて乗籠の姿勢を安定させるとともに、電磁石に流れる電流をゼロに収束させるように電磁石に流す電流を制御する。
【発明の効果】
【００１５】
乗籠は、床面に受ける荷重分布の偏りによって、乗籠を水平方向に変位させる力や乗籠に傾きを生じさせる回転モーメント（トルク）などの外力を受ける。このような場合でも、ガイド装置の電磁石の磁力を制御することによって、これらの外力を相殺する方向に乗籠を変位許容範囲内で変位させる。そして、外力が加わっている方向と反対方向の磁極をガイドレールに接近させることによって、接近させた側の永久磁石の磁力の働きを強め、永久磁石による磁力の偏りと外力とをバランスさせる。外力が変動しなければ、電磁石の磁力をゼロに近づけても永久磁石による磁力によって、ガイド装置は、乗籠をガイドレールに対して非接触に保持できる。
【００１６】
このとき、ガイドレールの刃が延びる方向に作用する磁力は、第１、第２の永久磁石で形成される磁束が磁力に寄与するため、もともと強い力を得ることが容易である。これに対して、ガイドレールの刃の厚み方向に作用する磁力は、第１、第２のいずれか一方の永久磁石で形成される磁束しか磁力に寄与しない。
【００１７】
本発明の一形態のガイド装置によれば、中央磁極の先端部の両端のそれぞれに突部を有しているので、中央磁極がガイドレールに対して発生する磁力にも、ガイドレールの刃の厚み方向の成分を発生させることができる。したがって、ガイド装置の容積を大きくすること無く、ガイドレールの刃の厚み方向に個々のガイド装置が発生する磁力を強めることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】本発明の第１の実施形態のガイド装置を備えるエレベータの乗籠を示す斜視図。
【図２】図１に示したガイド装置のブロック図。
【図３】図２に示したガイド装置の磁石ユニットの斜視図。
【図４】図２中のＦ４−Ｆ４線に沿う磁石ユニットとガイドレールとの平面図。
【図５】図４に示した磁石ユニットがガイドレールに対して刃先の厚み方向に変位した状態の平面図。
【図６】図４に示した磁石ユニットに対して中央磁極の端部の形状が異なる変形例の図。
【図７】図４に示した磁石ユニットに対して中央磁極の端部の形状が異なる変形例の図。
【図８】本発明の第２の実施形態のガイド装置の磁石ユニットを示す斜視図。
【図９】図８に示した磁石ユニットとガイドレールとの位置関係を示す平面図。
【図１０】本発明の第３の実施形態のガイド装置の磁石ユニットを示す斜視図。
【図１１】図１０に示した磁石ユニットとガイドレールとの位置関係を示す平面図。
【図１２】本発明の第４の実施形態のガイド装置の磁石ユニットを示す斜視図。
【図１３】図１２に示した磁石ユニットとガイドレールとの位置関係を示す平面図。
【図１４】図１３に示した磁石ユニットがガイドレールに対しては先の厚み方向に変位した状態の平面図。
【図１５】本発明に係る第５の実施形態のガイド装置の磁石ユニットとガイドレールとの位置関係を示す平面図。
【図１６】図１５に示した磁石ユニットがガイドレールに対して刃先の厚み方向に変位した状態の平面図。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
本発明の第１の実施形態のガイド装置１０は、図１から図５を参照して説明する。このガイド装置１０は、図１に示すように、エレベータ１の乗籠４に設けられている。エレベータ１は、乗籠４の乗口４１側から見て両側部に、強磁性体である鉄製のガイドレール２を一対に配置している。ガイド装置１０は、ガイドレール２に対応して、乗籠４の籠枠４２の上部梁４２１および下部梁４２２のそれぞれ両端部の合計４箇所に装備されている。乗籠４は、巻上機に掛けられたメインロープ３に吊下げられている。各ガイド装置１０は、ガイドレール２の刃２１との間に磁力を生じさせ、乗籠を非接触に保持している。巻上機が駆動することによって、乗籠４は、ガイドレール２に沿って昇降路６を移動する。
【００２０】
この明細書における説明の都合上、図１に示した乗籠４の床４３の中央部を「基準」とし、乗籠４の乗口４１側から乗籠４の中を覗くように見て右方向を「＋Ｘ側」、左方向を「−Ｘ側」、奥側を「＋Ｙ側」、「基準」よりも乗口４１側を「−Ｙ側」、床４３よりも上を「＋Ｚ側」、床４３よりも下を「−Ｚ側」と定義する。また、「基準」から＋Ｘ方向に見て時計回りに回転する方向を「＋Ｕ」、反時計回りに回る方向を「−Ｕ」、「基準」から＋Ｙ方向に見て時計回りに回転する方向を「＋Ｖ」、反時計回りに回る方向を「−Ｖ」、「基準」から＋Ｚ方向に見て時計回りに回転する方向を「＋Ｗ」、反時計回りに回る方向を「−Ｗ」とそれぞれ定義する。
【００２１】
このエレベータ１は、４つのガイド装置１０を統合的に制御することによって、乗籠４の姿勢を安定させ、ガイドレール２に対して非接触に乗籠４を保持する。それぞれのガイド装置１０は、同じ構成を有している。そこで、図１における＋Ｘおよび＋Ｚの位置、乗口４１から見て右上のガイド装置１０を例に以下に説明する。
【００２２】
ガイド装置１０は、図２に示すように、磁石ユニット１１と、台座１２と、センサ部１３と、磁気ガイド制御装置１４とを備える。磁石ユニット１１は、図３に示すように、鉄心１１０と第１の永久磁石１１１と第２の永久磁石１１２と第１の電磁石１１３Ａ，１１３Ｂと第２の電磁石１１４Ａ，１１４Ｂとを有している。
【００２３】
磁石ユニット１１は、図４に示すように、ガイドレール２の刃２１に対して三方向から空間を空けて端部を対抗させるＥ字形状に形成されている。鉄心１１０は、中央磁極１１Ｃを形成する中央鉄心１１０ａと、第１の側部磁極１１Ｓ１を形成する第１の側部鉄心１１０ｂと、第２の側部磁極１１Ｓ２を形成する第２の側部鉄心１１０ｃと、を有する。中央磁極１１Ｃは、ガイドレール２の刃２１の先端面２１ａに対向する位置に空隙を空けて配置される。第１の側部磁極１１Ｓ１は、ガイドレール２の刃２１の−Ｙ側の側面２１ｂに対向する位置に空隙を空けて配置される。第２の側部磁極１１Ｓ２は、ガイドレール２の刃２１の＋Ｙ側の側面２１ｃに対向する位置に空隙を空けて配置される。つまり、第１の側部磁極１１Ｓ１と第２の側部磁極１１Ｓ２とは、ガイドレール２の刃２１をその厚み方向に挟む両側に、互いに対向させて、中央磁極１１Ｃと直交する向きに配置される。
【００２４】
また、中央磁極１１Ｃの先端部は、図４に示すように、ガイドレール２の刃２１の先端面２１ａに対向する両端に、突部１８１，１８２を備えている。突部１８１，１８２は、中央部よりもガイドレール２側に一定の幅が接近して形成されている。したがって、突部１８１，１８２の間は、凹部１８Ｄが形成される。中央磁極１１Ｃの先端部の外のり寸法は、ガイドレール２の刃２１の厚みおよびガイドレールに対する乗籠４の変位許容範囲の和と同じかそれよりも大きく形成される。また、中央磁極１１Ｃの凹部１８Ｄの内のり寸法は、ガイドレール２の刃２１の厚みと同じかそれよりも小さく形成される。さらに、ガイドレール２の刃２１の厚み方向に沿う突部１８１，１８２の外のり寸法は、ガイドレール２の刃２１の厚みおよびガイドレール２に対する乗籠４の変位許容範囲の和以上であることが好ましい。
【００２５】
図３および図４に示すように、第１の永久磁石１１１は、中央鉄心１１０ａと第１の側部鉄心１１０ｂとの間に配置され、第２の永久磁石１１２は、中央鉄心１１０ａと第２の側部鉄心１１０ｃとの間に配置される。第１の永久磁石１１１と第２の永久磁石１１２とは、それぞれ中央磁極１１Ｃに同じ極性が形成されるように配置される。したがって、第１の側部磁極１１Ｓ１と第２の側部磁極１１Ｓ２とは、中央磁極１１Ｃと異なる極性で、かつ同じ極性が形成される。例えば、第１の永久磁石１１１がＮ極を＋Ｘ側に、Ｓ極を−Ｘ側にして配置される場合、第２の永久磁石１１２も同じくＮ極を＋Ｘ側に、Ｓ極を−Ｘ側にして配置され、第１の側部磁極１１Ｓ１および第２の側部磁極１１Ｓ２がＮ極となり、中央磁極１１ＣがＳ極となる。第１の永久磁石１１１および第２の永久磁石の極性の向きが逆に配置されれば、当然、第１の側部磁極１１Ｓ１および第２の側部磁極１１Ｓ２と中央磁極１１Ｃとに形成される極性も逆になる。
【００２６】
図４に示すように、第１の電磁石１１３Ａ，１１３Ｂは、第１の永久磁石１１１を通る第１の磁気回路Ｈ１の第１の主磁束に交差する向きに捲回される第１のコイル１１５Ａ，１１５Ｂを有している。また、第２の電磁石１１４Ａ，１１４Ｂは、第２の永久磁石１１２を通る第２の磁気回路Ｈ２の第２の主磁束に交差する向きに捲回される第２のコイル１１６Ａ，１１６Ｂを有している。第１のコイル１１５Ａは、第１の永久磁石から第１の側部磁極までの間の第１の側部鉄心１１０ｂに装着されており、第１のコイル１１５Ｂは、中央磁極１１Ｃから第１の永久磁石１１１までの間の中央鉄心１１０ａに装着されている。第２のコイル１１６Ａは、第２の永久磁石１１２から第２の側部磁極までの間の第２の側部鉄心１１０ｃに装着されており、第２のコイル１１６Ｂは、中央磁極１１Ｃから第２の永久磁石１１２までの間の中央鉄心１１０ａに装着されている。
【００２７】
台座１２は、図１に示すように乗籠４の籠枠４２の上部梁４２１および下部梁４２２のそれぞれガイドレール２に面した端部に固定され、図４に示すようにガイドレール２の刃２１の表面に対して中央磁極１１Ｃ、第１の側部磁極１１Ｓ１、第２の側部磁極１１Ｓ２がそれぞれ空隙を空けて対向する位置に磁石ユニット１１を保持している。これによって、第１の磁気回路Ｈ１は、第１の永久磁石１１１、第１の側部鉄心１１０ｂ、ガイドレール２の刃２１および中央鉄心１１０ａを通るように形成される。同様に、第２の磁気回路Ｈ２は、第２の永久磁石１１２、第２の側部鉄心１１０ｃ、ガイドレール２の刃２１および中央鉄心１１０ａを通るように形成される。
【００２８】
センサ部１３は、図２に示す磁石ユニット１１およびガイドレール２によって形成される第１の磁気回路Ｈ１および第２の磁気回路Ｈ２に関係する物理量を検出する。このセンサ部１３は、ギャップセンサ１３１ｘ，１３１ｙと電流検出器１３２とで構成されている。ギャップセンサ１３１ｘは、図２に示すように、ガイドレール２の刃２１の先端面２１ａに対向させて台座１２に固定されている。ギャップセンサ１３１ｙは、ガイドレール２の刃２１の−Ｙ側の側面２１ｃに対向させて台座１２に固定されている。電流検出器１３２は、図２に示すように、第１のコイル１１５Ａ，１１５ＢとグランドＧとの間、および第２のコイル１１６Ａ，１１６ＢとグランドＧとの間のそれぞれに接続され、各コイル１１５Ａ，１１５Ｂ，１１６Ａ，１１６Ｂに流れる電流値を検出している。
【００２９】
なお、ギャップセンサ１３１ｙは、第１の側部磁極１１Ｓ１および第２の側部磁極１１Ｓ２がガイドレール２の刃２１に対して刃２１の厚み方向、つまり、Ｙ方向にどの程度変位したかを検出するためのものである。したがって、ギャップセンサ１３１ｙは、ガイドレール２の刃２１の＋Ｙ側の側面２１ｂに面して配置されていてもよいし、＋Ｙ側および−Ｙ側の両方に配置されていてもよい。
【００３０】
磁気ガイド制御装置１４は、センサ部１３で検出される物理量に基づいて電磁石に励磁する電圧を制御することによって、乗籠４をガイドレール２に対して非接触で支持する制御部であって、図２に示すように、制御演算器１４１と、第１のドライバ１４２１および第２のドライバ１４２２とで構成される。制御演算器１４１は、センサ部１３から得られる信号に基づいて、乗籠４をガイドレール２に対して非接触で支持するために磁石ユニット１１の各コイルに印加する電圧を計算する。
【００３１】
第１のドライバ１４２１は、第１のコイル１１５Ａ，１１５Ｂにそれぞれ接続され、制御演算器１４１の出力に基づいて、各コイルに電力を供給する。第２のドライバ１４２２は、第２のコイル１１６Ａ，１１６Ｂにそれぞれ接続され、制御演算器の出力に基づいて、各コイルに電力を供給する。
【００３２】
本実施形態においてセンサ部１３となるギャップセンサ１３１ｘ，１３１ｙおよび電流検出器１３２においてそれぞれ検出される第１の磁気回路Ｈ１および第２の磁気回路Ｈ２に関連する物理量は、中央磁極１１Ｃの突部１８１，１８２とガイドレール２の刃２１の先端面２１ａとの距離、第１または第２の側部磁極とガイドレール２の刃２１との距離、第１のコイル１１５Ａ，１１５Ｂおよび第２のコイル１１６Ａ，１１６Ｂのそれぞれに流れる電流値である。
【００３３】
したがって、制御演算器１４１は、ギャップセンサ１３１ｘ，１３１ｙで検出された距離および供給された電力に基づき電流検出器１３２で検出された電流値を基にフィードバック制御し、第１のドライバ１４２１および第２のドライバ１４２２により、第１のコイル１１５Ａ，１１５Ｂおよび第２のコイル１１６Ａ，１１６Ｂを励磁することで中央磁極１１Ｃ、第１の側部磁極１１Ｓ１、第２の側部磁極１１Ｓ２のそれぞれに作用する磁力を調整し、ガイドレール２に対する隙間を維持する。この結果、乗籠４は、ガイドレール２に対して非接触に保持される。
【００３４】
磁気ガイド制御装置１４は、ギャップセンサ１３１ｘ，１３１ｙで検出される信号の変化がほとんどない場合、非接触な磁力支持状態を維持したまま、電流検出値がゼロに収束するように積分器を介してフィードバック制御することによって、各コイル１１５Ａ，１１５Ｂ，１１６Ａ，１１６Ｂの電流を小さくして行く。外力を受けることなく乗籠４がガイドレール２に対して安定していれば、各コイル１１５Ａ，１１５Ｂ，１１６Ａ，１１６Ｂに流れる電流をゼロにまで収束させることで、非接触な状態に維持するために必要な磁力は、すべて第１の永久磁石１１１および第２の永久磁石１１２の磁力でまかなうことができる。このとき、エレベータ１は、いわゆる「ゼロパワー制御」で乗籠４をガイドレール２に対して非接触に維持することができる。
【００３５】
乗客が乗籠４の床４３の上を移動する、新たに乗客が乗り込む、または乗客が降りるなど、乗籠４の姿勢を変化させる外力が加わると、ギャップセンサ１３１ｘ，１３１ｙおよび電流検出器１３２の検出信号に変化が生じる。したがって、磁気ガイド制御装置１４は、この変化を検出すると、各コイル１１５Ａ，１１５Ｂ，１１６Ａ，１１６Ｂに電力を供給し、外力と磁力がバランスする位置まで乗籠４の姿勢をわずかに変位させる。この変位量は、極めて小さいので、乗客が知覚することはほとんどない。そして、乗籠４の姿勢が再び安定したら、コイル１１５Ａ，１１５Ｂ，１１６Ａ，１１６Ｂに流す電流をゼロに収束させる。この結果、乗籠４に作用する外力とガイド装置１０の磁力とが釣り合い、乗籠４は、姿勢を変位させた状態で保持される。
【００３６】
第１のコイル１１５Ａ，１１５Ｂおよび第２のコイル１１６Ａ，１１６Ｂに電力を供給せず第１の電磁石１１３Ａ，１１３Ｂおよび第２の電磁石１１４Ａ，１１４Ｂの磁力をゼロにした、いわゆる「ゼロパワー制御」のときに、ガイド装置１０が保持力として発揮できる力は、第１の永久磁石１１１および第２の永久磁石１１２の磁力に因る。つまり、ガイドレール２と磁石ユニット１１との相対的な位置関係に応じて、これらの間に第１の永久磁石１１１および第２の永久磁石１１２によって形成される磁力が、乗籠４を保持できるガイド力となる。
【００３７】
以上のように構成されたガイド装置１０の磁石ユニット１１は、乗籠４に外力が作用していない場合、ガイドレール２に対して図４に示す安定した位置関係に保持されている。図４に示すように、第１の永久磁石１１１、第１の側部鉄心１１０ｂ、および中央鉄心１１０ａによって構成される第１の磁気回路Ｈ１の第１の主磁束は、中央磁極１１Ｃの突部１８１を通る。そして、突部１８１とガイドレール２の刃２１の先端面２１ａとの間、および第１の側部磁極１１Ｓ１とガイドレール２の刃２１の−Ｙ側の側面２１ｂとの間に、第１の永久磁石１１１と第１の電磁石１１３Ａ，１１３Ｂとに由来する磁束が形成される。また、第２の永久磁石１１２、第２の側部鉄心１１０ｃ、および中央鉄心１１０ａによって構成される第２の磁気回路Ｈ２の第２の主磁束は、中央磁極１１Ｃの突部１８２を通る。そして、突部１８２とガイドレール２の刃２１の先端面２１ａとの間、および第２の側部磁極１１Ｓ２とガイドレール２の刃２１の＋Ｙ側の側面２１ｃとの間に、第２の永久磁石１１２と第２の電磁石１１４Ａ，１１４Ｂとに由来する磁束が形成される。なお、第１の磁気回路Ｈ１と第２の磁気回路Ｈ２とは、中央鉄心１１０ａとガイドレール２の刃２１の部分で磁気的に接続された同じ部材を通っている。したがって、第１の磁気回路Ｈ１および第２の磁気回路Ｈ２は、互いの磁束密度の変動、すなわち第１の永久磁石１１１と第１の電磁石１１３Ａ，１１３Ｂ、および第２の永久磁石１１２と第２の電磁石１１４Ａ，１１４Ｂの影響を互いに少なからず受ける。
【００３８】
中央磁極１１Ｃ，第１の側部磁極１１Ｓ１，第２の側部磁極１１Ｓ２とガイドレール２の刃２１との間に設けられる空隙は、第１のコイル１１５Ａ，１１５Ｂおよび第２のコイル１１６Ａ，１１６Ｂに流す電流を操作して各空隙に発生する磁力を変化させることによって、調整される。特に、本実施形態の中央磁極１１Ｃは、突部１８１，１８２を備えている。そのため、第１の磁気回路Ｈ１の主磁束および第２の磁気回路Ｈ２の主磁束は、それぞれ突部１８１，１８２を通る。
【００３９】
このとき、中央磁極１１Ｃの先端部の外のり寸法は、ガイドレール２の刃２１の厚みおよびガイドレール２に対する乗籠４の変位許容範囲の和と同じかそれ以上である。そして、突部１８１，１８２の間に作られる凹部１８Ｄの内のり寸法は、ガイドレール２の厚みと同じかそれよりも小さい。つまり、中央磁極１１Ｃの先端部とガイドレール２の刃２１の先端面２１ａとの間に形成される磁束のほとんどが突部１８１，１８２を通過するように形成される。なお、中央磁極１１Ｃとガイドレール２の刃２１の先端面２１ａとの間に形成される磁束の一部は、凹部１８Ｄを通過するように形成される。
【００４０】
したがって、図４に示すように、第１の磁気回路Ｈ１の主磁束に沿って突部１８１とガイドレール２の先端面２１ａとの間に発生する磁力は、ガイドレール２の刃２１が延びる方向に沿う−Ｘ方向の力だけでなく、ガイドレール２の刃２１の厚み方向に沿う−Ｙ方向にもガイドレール２を突部１８１に向けて引き付ける。また、第２の磁気回路Ｈ２の主磁束に沿って突部１８２とガイドレール２の先端面２１ａとの間に発生する磁力は、ガイドレール２の刃２１が延びる方向に沿う−Ｘ方向の力だけではなく、ガイドレール２の刃２１の厚み方向に沿う＋Ｙ方向の力でガイドレール２を突部１８２に向けて引きつける。実際には、ガイドレール２が昇降路６内に固定されているので、ガイド装置１０がガイドレール２に近づく。
【００４１】
このガイド装置１０の磁石ユニット１１において、第１の永久磁石１１１および第２の永久磁石１１２によってそれぞれ形成される磁束の両方が中央磁極１１Ｃを通過する。したがって、第１の側部磁極１１Ｓ１および第２の側部磁極１１Ｓ２が形成する磁束によって生じる磁力よりも強い磁力が、中央磁極１１Ｃとガイドレール２との間に作用している。本実施形態では、突部１８１，１８２を設けていることによって、−Ｘ方向にガイドレール２を引き付けていた磁力の一部を−Ｙ方向および＋Ｙ方向に作用させている。そのため、このガイド装置１０は、Ｙ方向にガイドレール２を保持する能力が向上している。
【００４２】
図４において、乗籠４が−Ｙ方向に外力を受けた場合、ガイドレール２と磁石ユニット１１の相対的な位置が変化する。磁気ガイド制御装置１４は、第１の永久磁石１１１および第２の永久磁石１１２の磁力が外力と釣り合う位置で安定するように、第１の電磁石１１３Ａ，１１３Ｂおよび第２の電磁石１１４Ａ，１１４Ｂを制御する。具体的には、磁気ガイド制御装置１４は、各電磁石を制御して、図５に示すようにガイドレール２に対して＋Ｙ方向に磁石ユニット１１を変位させる。これにより、第１の側部磁極１１Ｓ１がガイドレール２の刃２１の−Ｙ側の側面２１ｂに接近し、第１の側部磁極１１Ｓ１とガイドレール２との間の磁力が強まる。
【００４３】
また、中央磁極１１Ｃの−Ｙ側の突部１８１とガイドレール２の刃２１の先端面２１ａとの相対距離が近くなり、突部１８１と先端面２１ａとの、Ｘ方向の重なり部の面積が広がる。この結果、第１の磁気回路Ｈ１の磁気抵抗が減少し磁束密度が高くなるため、第１の磁気回路Ｈ１全体の磁力が強くなる。さらに、ガイドレール２の刃２１の先端面２１ａと突部１８１との間には、ガイドレール２の先端面２１ａを−Ｘ方向かつ−Ｙ方向へ斜めに引っ張る磁力が形成される。
【００４４】
以上の結果、このガイド装置１０は、第１の側部磁極１１Ｓ１をガイドレール２に接近させることで増加する＋Ｙ方向の磁力の他に、突部１８１とガイドレール２の先端面２１ａとの間に斜めに作用する磁力、および、突部１８１と先端面２１ａとの重なり部面積が大きくなることによって第１の磁気回路Ｈ１中に増加した磁力、によって、乗籠４に作用する外力を相殺する。このように、このガイド装置１０は、ガイドレール２に対して＋Ｙ方向（または−Ｙ方向）に磁石ユニット１１を変位させた場合、第１の側部磁極１１Ｓ１がガイドレール２に接近したことによって磁力が強まる以上に＋Ｙ方向（または−Ｙ方向）の磁力が強まる。
【００４５】
以上のように、ガイド装置１０は、中央磁極１１Ｃに突部１８１，１８２を設けたことによって、ガイドレール２に対して＋Ｙ方向または−Ｙ方向に磁石ユニット１１を変位させた場合の＋Ｙ方向または−Ｙ方向の磁力の増加率が向上する。
【００４６】
以上のように構成されたガイド装置１０を図１に示すように乗籠４の籠枠４２の４つの角に取り付けたエレベータ１において、例えば乗客が乗口４１の近くに立っている場合、乗籠４は、＋Ｙ方向および＋Ｕのトルクを外力として受けるのと同じ状態になる。この外力を「ゼロパワー制御」で保持するために、エレベータ１は、乗口４１の外から乗籠４を見て右上（＋Ｘ，＋Ｚ）および左上（−Ｘ，＋Ｚ）の位置にあるガイド装置１０を＋Ｙ方向へ変位させ、右下（＋Ｘ，−Ｚ）および左下（−Ｘ，−Ｚ）の位置にあるガイド装置１０を−Ｙ方向へ変位させるように制御する。また、乗客が乗籠４の奥に立っている場合、乗籠４は、−Ｙ方向および−Ｕのトルクを外力として受けるのと同じ状態になる。したがって、この外力を「ゼロパワー制御」で保持するために、エレベータ１は、右上（＋Ｘ，＋Ｚ）および左上（−Ｘ，＋Ｚ）の位置にあるガイド装置１０を−Ｙ方向へ変位させるとともに、右下（＋Ｘ，−Ｚ）および左下（−Ｘ，−Ｚ）の位置にあるガイド装置１０を＋Ｙ方向へ変位させるように、各々のガイド装置１０においてセンサ部１３の信号を基に、外力と磁力が釣り合うように制御する。
【００４７】
また、例えば乗口４１の外側から見て乗客が乗口４１のすぐ左内側（−Ｘ，−Ｙ）に立っている場合、乗籠４は、＋Ｘおよび＋Ｙ方向と−Ｖおよび＋Ｕのトルクを外力として受けるのと同じ状態になる。この場合は、「ゼロパワー制御」で乗籠４を保持するため、エレベータ１は、右上（＋Ｘ，＋Ｚ）および左上（−Ｘ，＋Ｚ）の位置にあるガイド装置１０を＋Ｘおよび＋Ｙ方向へ変位させるとともに、右下（＋Ｘ，−Ｚ）および左下（−Ｘ，−Ｚ）の位置にあるガイド装置１０を−Ｘ，−Ｙ方向へ変位させるように、各々のガイド装置１０においてセンサ部１３の信号を基に、外力と磁力が釣り合うように制御する。
【００４８】
図６および図７は、第１の実施形態のガイド装置１０の磁石ユニット１１に対して中央磁極１１Ｃの先端部の形状が異なっている変形例をそれぞれ示す。図６に示すガイド装置１０において、中央磁極１１Ｃの突部１８１，１８２の間に形成される凹部１８Ｄは、丸いグルーブに形成されている。また、図７に示すガイド装置１０において、中央磁極１１Ｃの突部１８１，１８２の間に形成される凹部１８Ｄは、Ｖ字形状のグルーブに形成されている。いずれの場合においても、図４に示したガイド装置１０と同じ機能および効果を発揮する。
【００４９】
以下に、本発明の第２から第５の実施形態のガイド装置１０を説明する。このとき、第１の実施形態のガイド装置１０と同じ機能を有する構成は、各実施形態の図中において同じ符号を付してその説明を省略する。省略された説明は、第１の実施形態の対応する記載を図面とともに参酌するものとする。また、第２から第５の実施形態のガイド装置１０は、第１の実施形態のガイド装置１０と同様に、図１に示すように、ガイドレール２に嵌合するように乗籠４の籠枠４２の上部梁４２１および下部梁４２２のそれぞれ４箇所に配置される。そして、個々のガイド装置１０は、図２に示すように構成され、磁気ガイド制御装置１４によって乗籠４の姿勢が安定するように制御される。
【００５０】
本発明の第２の実施形態のガイド装置１０は、図８および図９を参照して説明する。このガイド装置１０は、第１の実施形態のガイド装置１０と比較した場合、磁石ユニット１１の外周形状が異なっている。このガイド装置１０は、中央磁極１１Ｃから第１の側部磁極１１Ｓ１までの間を接続する区間で隣り合う外周側面１１ａどうし、および中央磁極１１Ｃから第２の側部磁極１１Ｓ２までの間を接続する区間で隣り合う外周側面１１ｂどうしの少なくとも１か所を、９０°以上の角度で接続している。具体的には、図８および図９に示すように、第１の実施形態の磁石ユニット１１の４つのＺ方向に沿う外周角に面取りを施した形である。つまり、中央鉄心１１０ａ、第１の側部鉄心１１０ｂ、および第２の側部鉄心１１０ｃのそれぞれ第１の永久磁石１１１または第２の永久磁石１１２が接続されている側の外周側面を鈍角に形成している。
【００５１】
中央鉄心１１０ａ、第１の側部鉄心１１０ｂ、第２の側部鉄心１１０ｃの外周に形成される磁気回路の磁気抵抗を大きくすることができる。したがって、ガイドレール２と磁石ユニット１１とで形成される第１の磁気回路Ｈ１および第２の磁気回路Ｈ２以外の空間に漏れ出る磁束量を減らすことができる。つまり、第１の磁気回路Ｈ１および第２の磁気回路Ｈ２の内側の磁束密度を高めることによって、大きな磁力をガイドレール２に対して作用させることができる。
【００５２】
本発明の第３の実施形態のガイド装置１０は、図１０および図１１を参照して説明する。このガイド装置１０は、第１の実施形態のガイド装置１０と比較して、少なくとも１つの磁極の外形形状が異なる。ガイド装置１０において、中央磁極１１Ｃ、第１の側部磁極１１Ｓ１、第２の側部磁極１１Ｓ２は、ガイドレール２に近づくにつれて断面積が減少する先細りに形成されている。このとき、ガイドレール２が延びる方向に対して交差する平面に沿う断面において、図１０および図１１に示すような各磁極の端部を先窄まりの形状にすることによって、中央磁極１１Ｃ、第１の側部磁極１１Ｓ１、第２の側部磁極１１Ｓ２の先端部における磁束密度は、高まる。したがって、ガイドレール２と中央磁極１１Ｃ、第１の側部磁極１１Ｓ１、第２の側部磁極１１Ｓ２との間に強い磁力を発生させることができる。
【００５３】
また、第１の実施形態のガイド装置１０における磁極間距離と本実施形態のガイド装置１０のそれとを比較した場合、図１１に示すように、個々の磁極が先窄まりであるため、中央磁極１１Ｃから第１の側部磁極１１Ｓ１までの最短距離、および中央磁極１１Ｃから第２の側部磁極１１Ｓ２までの最短距離が、それぞれ大きい。したがって、中央磁極１１Ｃと第１の側部磁極１１Ｓ１との間、および中央磁極１１Ｃと第２の側部磁極１１Ｓ２との間のそれぞれにおいて、ガイドレール２を通ることなく直接接続される磁束を、減らすことができる。
【００５４】
ガイドレール２の刃２１の厚み方向に沿う中央磁極１１Ｃの先端面の幅は、ガイドレール２の刃２１の厚みとガイドレール２に対する乗籠４の変位許容範囲の和以上にする。乗籠４の変位許容範囲内において、ガイドレール２に対してガイド装置１０が変位した場合でも、ガイドレール２の先端面２１ａに対する正面の位置から中央磁極１１Ｃの先端面が外れないので、ガイドレール２と中央磁極１１Ｃとの間に安定した磁力を維持することができる。
【００５５】
本発明の第４の実施形態のガイド装置１０は、図１２から図１４を参照して説明する。このガイド装置１０は、第１の実施形態のガイド装置１０と比較した場合、磁石ユニット１１の外周形状および少なくとも１つの磁極の外形形状が異なっている。簡単に言うと、このガイド装置１０は、第１の実施形態のガイド装置１０から第２の実施形態のガイド装置１０および第３の実施形態のガイド装置１０への変更点を足し合わせた形状を有している。
【００５６】
図１２および図１３に示すように、ガイド装置１０は、中央磁極１１Ｃから第１の側部磁極１１Ｓ１までの間を接続する区間で隣り合う外周側面１１ａどうし、および中央磁極１１Ｃから第２の側部磁極１１Ｓ２までの間を接続する区間で隣り合う外周側面１１ｂどうしを、９０°以上の角度で接続している。具体的には、図１２に示すように、第１の実施形態の磁石ユニット１１のＺ方向に沿う４つの外周角に面取りを施した形である。つまり、中央鉄心１１０ａ、第１の側部鉄心１１０ｂ、および第２の側部鉄心１１０ｃのそれぞれ第１の永久磁石１１１または第２の永久磁石１１２が接続されている側の外周側面を鈍角に形成している。
【００５７】
これによって、中央鉄心１１０ａ、第１の側部鉄心１１０ｂ、第２の側部鉄心１１０ｃの外周に形成される磁気回路の磁気抵抗を大きくすることができる。したがって、ガイドレール２と磁石ユニット１１とで形成される第１の磁気回路Ｈ１および第２の磁気回路Ｈ２以外の空間に漏れ出る磁束量を減らすことができる。つまり、第１の磁気回路Ｈ１および第２の磁気回路Ｈ２の内側の磁束密度を高めることによって、大きな磁力をガイドレール２に対して作用させることができる。
【００５８】
また、ガイド装置１０において、中央磁極１１Ｃ、第１の側部磁極１１Ｓ１、第２の側部磁極１１Ｓ２は、ガイドレール２に近づくにつれて断面積が減少する先細りに形成されている。このとき、ガイドレール２が延びる方向に対して交差する平面に沿う断面において、図１３に示すように各磁極の端部を先窄まりの形状にすることによって、中央磁極１１Ｃ、第１の側部磁極１１Ｓ１、第２の側部磁極１１Ｓ２の先端部における磁束密度は、高まる。したがって、ガイドレール２と中央磁極１１Ｃ、第１の側部磁極１１Ｓ１、第２の側部磁極１１Ｓ２との間に強い磁力を発生させることができる。
【００５９】
また、第１の実施形態のガイド装置１０における磁極間距離と本実施形態のガイド装置１０のそれとを比較した場合、図１３に示すように、個々の磁極が先窄まりであるため、中央磁極１１Ｃから第１の側部磁極１１Ｓ１までの最短距離、および中央磁極１１Ｃから第２の側部磁極１１Ｓ２までの最短距離が、それぞれ大きい。したがって、中央磁極１１Ｃと第１の側部磁極１１Ｓ１との間、および中央磁極１１Ｃと第２の側部磁極１１Ｓ２との間のそれぞれにおいて、ガイドレール２を通ることなく直接接続される磁束を、減らすことができる。
【００６０】
ガイドレール２の刃２１の厚み方向に沿う中央磁極１１Ｃの先端面の幅は、ガイドレール２の刃２１の厚みとガイドレール２に対する乗籠４の変位許容範囲の和以上にする。乗籠４の変位許容範囲内において、ガイドレール２に対してガイド装置１０が変位した場合でも、ガイドレール２の先端面２１ａに対する正面の位置から中央磁極１１Ｃの先端面が外れないので、ガイドレール２と中央磁極１１Ｃとの間に安定した磁力を維持することができる。
【００６１】
また、図１３に示すように、第１の磁気回路Ｈ１の主磁束は、中央磁極１１Ｃの突部１８１を通り、第２の磁気回路Ｈ２の主磁束は、中央磁極１１Ｃの突部１８２を通ることによって、磁束がガイドレール２の刃２１の先端面２１ａに対して斜めに形成される。したがって、中央磁極１１Ｃは、−Ｘ方向のみならず、突部１８１によって−Ｙ方向に、突部１８２によって＋Ｙ方向に、ガイドレール２を引き付けるように磁力を作用させている。
【００６２】
そこで、−Ｙ方向に乗籠４が外力を受けた場合、第１の実施形態同様に、ガイド装置１０は、図１４に示すように、乗籠４を＋Ｙ方向に変位するように磁気ガイド制御装置１４によって制御される。この結果、受けた外力に対して磁石ユニット１１の第１の永久磁石１１１および第２の永久磁石１１２の磁力が釣り合う。
【００６３】
図１４に示すように、ガイド装置１０がガイドレール２に対して＋Ｙ方向に変位している場合、中央磁極１１Ｃの−Ｙ側の突部１８１が、ガイドレール２の刃２１の先端面２１ａに正対する面積を増加する。また、＋Ｙ側の突部１８２は、ガイドレール２の先端面２１ａに正対する面積が減少するか、全く正対しなくなる。その結果、ガイドレール２に接近している側、図１４では第１の側部磁極１１Ｓ１側に形成される第１の磁気回路Ｈ１の磁束が増え、磁力が強くなる。また、突部１８１とガイドレール２の先端面２１ａとの間には、−Ｙ方向成分を有した磁力が斜めに作用している。つまり、中央磁極１１Ｃが発生する磁力は、第１の側部磁極１１Ｓ１の磁力を補助する。したがって、このガイド装置１０は、磁束を集中させたことによって、第１の実施形態のガイド装置１０よりも乗籠４を支える力が向上する。
【００６４】
本発明の第５の実施形態のガイド装置１０は、図１５および図１６を参照して説明する。このガイド装置１０は、中央磁極１１Ｃの先端部の形状が第１の実施形態のガイド装置１０と異なっている。このガイド装置１０において中央磁極１１Ｃの突部１８１，１８２の間に形成される凹部１８Ｄの内のり寸法は、図１５に示すようにガイドレール２の刃２１の厚みおよびガイドレール２に対する乗籠４の変位許容範囲の和よりも大きい。また、突部１８１，１８２の先端は、乗籠４の変位許容範囲でガイドレール２の刃２１が延びる−Ｘ方向にもっともガイドレール２に近づいた位置にあるときに、ガイドレール２の刃２１の先端面２１ａを越えて延びている。つまり、乗籠４がガイドレール２の刃２１に向かって接近する方向へ変位した場合、中央磁極１１Ｃは、ガイドレール２の先端部を取り囲むようになる。
【００６５】
ガイド装置１０の第１の永久磁石１１１および第２の永久磁石１１２によって中央磁極１１Ｃに配される磁束のほとんどは、図１５中に破線で示した主磁束のように、中央磁極１１Ｃの両脇から延びた突部１８１，１８２のガイドレール２に面した側から、ガイドレール２の−Ｙ側の側面および＋Ｙ側の側面へ、斜めにもしくはガイドレール２の刃２１の厚み方向に沿って形成される。したがって、本実施形態のガイド装置１０は、第１から第４の実施形態のガイド装置１０よりも−Ｙ方向、または＋Ｙ方向に、大きな磁力を中央磁極１１Ｃによって発生させることができる。
【００６６】
乗籠４が−Ｙ方向に外力を受けた場合、ガイド装置１０は、磁石ユニット１１が図１６に示すように＋Ｙ側に変位するように、磁気ガイド制御装置１４によって第１の電磁石１１３Ａ，１１３Ｂおよび第２の電磁石１１４Ａ，１１４Ｂを制御する。これにより、第１の側部磁極１１Ｓ１がガイドレール２の−Ｙ側の側面２１ｂに接近することによって第１の側部磁極１１Ｓ１とガイドレール２との間の磁気抵抗が減少し、磁力が強められるほかに、突部１８１が−Ｙ側の側面２１ｂに接近することによって突部１８１とガイドレール２との間の磁気抵抗が減少し、突部１８１によって−Ｙ方向にガイドレール２を引き付ける磁力、実際にはガイドレール２が固定されているので、ガイド装置１０を＋Ｙ方向に変位させる磁力、が強められる。したがって、ガイド装置１０は、第１の永久磁石１１１および第２の永久磁石１１２によって、第１から第４の実施形態のガイド装置１０よりもＹ方向に強い磁力を発揮させることができる。
【００６７】
また、図１５および図１６に示すように、凹部１８Ｄの底部は、ガイドレール２の刃２１の先端面２１ａに対して一定の距離にある。したがって、乗籠４が−Ｘ方向に外力を受けた場合、ガイドレール２に対して接近する＋Ｘ方向にガイド装置１０を磁気ガイド制御装置１４で変位させることで、ガイド装置１０は、受けた外力に対して、第１の永久磁石１１１および第２の永久磁石１１２による磁力を釣り合わせることができる。
【符号の説明】
【００６８】
１…エレベータ、２…ガイドレール、４…乗籠、１０…ガイド装置、１１…磁石ユニット、１１Ｃ…中央磁極、１１Ｓ１…第１の側部磁極、１１Ｓ２…第２の側部磁極、１２…台座、１３…センサ部、１４…磁気ガイド制御装置（制御部）、１８Ｄ…凹部、２１…（ガイドレールの）刃、２１ａ…（ガイドレールの刃の）先端面、１１０…鉄心、１１１…第１の永久磁石、１１２…第２の永久磁石、１１３Ａ，１１３Ｂ…第１の電磁石、１１４Ａ，１１４Ｂ…第２の電磁石、１１５Ａ，１１５Ｂ…第１のコイル、１１６Ａ，１１６Ｂ第２のコイル、１８１，１８２…突部、Ｈ１…第１の磁気回路、Ｈ２…第２の磁気回路。
【技術分野】
【０００１】
本発明は、エレベータの乗籠をガイドレールに沿って案内するために乗籠に装備され、磁力でガイドレールを保持するガイド装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
エレベータは、巻上機に掛けられたメインロープで乗籠を昇降路内に吊るし、巻上機を駆動することによって、乗籠を移動させる。乗籠は、昇降路内に鉛直方向へ敷設されたガイドレールに沿って移動するためのガイド装置を備えている。乗客や荷物が乗っている位置やその重量によって、乗籠は、その移動中に、移動する方向と交差する方向に力を受ける。このような力を支えるために、ガイド装置は、十分な力によって乗籠を保持している。
【０００３】
ガイド装置として、ガイドレールに接触するローラやシューを備えた接触式のものと、ガイドレールに対して間隙を維持するように非接触に磁力で保持する磁力式のものとがある。接触式のガイド装置の場合、ガイドレールの表面の凹凸や、継ぎ目などに起因する振動がローラやシューから伝わってきたり、ローラが回転する音やシューが擦れる音が発生することもある。この点において、磁力式のガイド装置は、非接触であるため、振動や音が発生することが軽減される。
【０００４】
ガイドレールの刃先を囲うＥ字形状に構成された磁石ユニットを備える磁力式のガイド装置が、特許文献１に開示されている。このガイド装置の磁石ユニットは、ガイドレールの刃先に対向する位置に配置された中央電磁石と、ガイドレールの刃先を挟むように両側に一対に配置された第１および第２の電磁石と、第１の電磁石と中央電磁石の間、第２の電磁石と中央電磁石の間にそれぞれ磁束が直列になるように接続された第１および第２の永久磁石を備えている。中央電磁石は、第１の永久磁石につながる手前の部分に配置される第３の電磁石と、第２の永久磁石につながる手前の部分に配置される第４の電磁石とを有している。
【０００５】
特許文献１に記載されたガイド装置は、ガイドレールの刃先と中央電磁石および第１、第２の電磁石のそれぞれ磁極端との距離を計測するギャップセンサを備えている。乗籠は、両側に配置されたガイドレールに対して上部と下部の合計４箇所に、このガイド装置を有している。ガイド装置は、ギャップセンサの検出信号と各電磁石に流れる電流値とに基づいて、ガイドレールと各磁極との間の吸引力を個々に制御する。このエレベータは、４つのガイド装置を統合的に制御することによって、乗籠の姿勢を安定させる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００５−３５０２６７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
ところで、特許文献１に記載されたガイド装置の場合、ガイドレールに対して磁力による十分な吸引力を発生させるには、ガイド装置そのものを大きくすることになる。磁力式のガイド装置は、大きくなると重量が増加するだけでなく、永久磁石の単価も増大する。ガイド装置は、４つ設けられるため、少しの重量の増加でも乗籠の最大積載荷重を逼迫し、エレベータの製造コストを引き上げることとなる。
【０００８】
そこで、本発明は、内包する永久磁石が形成する磁力の向きをガイドレールに対して効果的に配することによって、容積を大きくすること無く、安定した保持力を得られる磁力式のガイド装置を提供する。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明に係るガイド装置は、エレベータの乗籠に取り付けられてこの乗籠をガイドレールに対して磁力で非接触に保持し案内する。このガイド装置は、一対のガイドレールと、磁石ユニットと、台座と、センサ部と、制御部と、突部とを備えている。一対のガイドレールは、磁性体からなり、昇降路に鉛直方向に敷設される。磁石ユニットは、電磁石および永久磁石を有し、ガイドレールの刃に対して三方向から空隙を開けて磁極を対向させている。台座は、ガイドレールの間に配置される乗籠に、磁石ユニットを固定する。センサ部は、ガイドレールおよび磁石ユニットによって形成される磁気回路中の物理量を検出する。制御部は、この物理量に基づいて、電磁石に流す電流を制御することによって乗籠をガイドレールに対して非接触に支持する。突部は、磁石ユニットの磁極のうちガイドレールの刃の先端面に対向する中央磁極の先端部の両端のそれぞれに、中央部よりもガイドレール側へ接近して形成される。
【００１０】
乗籠の変位許容範囲内で変位した場合にもガイドレールの刃の厚み方向へ十分な保持力を発揮できるようにするために、中央磁極の凸部の間に形成される凹部の内のり寸法は、ガイドレールの刃の厚みと同じかそれよりも小さくする。また、ガイドレールの刃の厚み方向に沿う中央磁極の先端部の外のり寸法は、ガイドレールの刃の厚みとガイドレールに対する乗籠の変位許容範囲との和と同じかそれよりも大きくする。また、ガイドレールの刃の厚み方向に沿う中央磁極の突部それぞれの外のり寸法は、ガイドレールの刃の厚みとガイドレールに対する乗籠の変位許容範囲との和以上にする。または、中央磁極の突部の間に形成される凹部の内のり寸法は、ガイドレールの刃の厚みおよびガイドレールに対する乗籠の変位許容範囲の和よりも大きくし、中央磁極の突部の先端は、乗籠の変位許容範囲でガイドレールの刃の延びる方向に最も近づいた位置にあるときに、ガイドレールの刃の先端面を越えて延びている。
【００１１】
また、磁石ユニットの磁極のうち中央磁極以外の他の２つの磁極は、第１の側部磁極および第２の側部磁極である。第１の側部磁極および第２の側部磁極は、同極であって、中央磁極と異なる極性を有し、ガイドレールの刃をその厚み方向に挟む両側にそれぞれ対向させて中央磁極と直交する向きに配置される。磁石ユニットは、鉄心と、第１の永久磁石と、第２の永久磁石と、第１の電磁石と、第２の電磁石とを有する。鉄心は、中央磁極、第１の側部磁極、第２の側部磁極をそれぞれ端部に有する。この鉄心は、中央磁極から第１、第２の永久磁石との結合部までのＴ字形状の部分と、第１の側部磁極から第１の永久磁石との結合部までおよび第２の側部磁極から第２の永久磁石との結合部までのそれぞれＩ字形状の部分と、によって構成される。第１の永久磁石は、中央磁極および第１の側部磁極のそれぞれ極性を形成する向きで中央磁極から第１の側部磁極までの間に配置される。第２の永久磁石は、中央磁極および第２の側部磁極のそれぞれ極性を形成する向きで中央磁極から第２の側部磁極までの間に配置される。第１の電磁石は、第１の永久磁石を通る第１の磁気回路の第１主磁束に交差する向きに鉄心に捲回された第１コイルを有している。第２の電磁石は、第２の永久磁石を通る第２の磁気回路の第２の主磁束に交差する向きに鉄心に捲回された第２のコイルを有している。
【００１２】
ガイドレールを引き付ける各磁極の磁力を強めるために、磁石ユニットは、中央磁極から第１の側部磁極までの間を接続する区間で隣り合う外周側面どうし、および中央磁極から第２の側部磁極までの間を接続する区間で隣り合う外周側面どうし、の少なくとも１か所は、９０°以上の角度で接続する。または、中央磁極、第１の側部磁極、第２の側部磁極の少なくとも一つは、ガイドレールに対向する先端部を、ガイドレール側に近づくにつれて断面積が減少する先細りに、形成する。
【００１３】
また、各磁極の磁力を制御しやすくするために、第１のコイルは、中央磁極から第１の永久磁石までの間、および第１の永久磁石から第１の側部磁極までの間の少なくとも一方に設けられ、第２のコイルは、中央磁極から第２の永久磁石までの間、および第２の永久磁石から第２の側部磁極までの間にそれぞれ設けられている。
【００１４】
またガイド装置の消費電力量を小さくするために、制御部は、センサ部によって検出された物理量に基づいて乗籠の姿勢を安定させるとともに、電磁石に流れる電流をゼロに収束させるように電磁石に流す電流を制御する。
【発明の効果】
【００１５】
乗籠は、床面に受ける荷重分布の偏りによって、乗籠を水平方向に変位させる力や乗籠に傾きを生じさせる回転モーメント（トルク）などの外力を受ける。このような場合でも、ガイド装置の電磁石の磁力を制御することによって、これらの外力を相殺する方向に乗籠を変位許容範囲内で変位させる。そして、外力が加わっている方向と反対方向の磁極をガイドレールに接近させることによって、接近させた側の永久磁石の磁力の働きを強め、永久磁石による磁力の偏りと外力とをバランスさせる。外力が変動しなければ、電磁石の磁力をゼロに近づけても永久磁石による磁力によって、ガイド装置は、乗籠をガイドレールに対して非接触に保持できる。
【００１６】
このとき、ガイドレールの刃が延びる方向に作用する磁力は、第１、第２の永久磁石で形成される磁束が磁力に寄与するため、もともと強い力を得ることが容易である。これに対して、ガイドレールの刃の厚み方向に作用する磁力は、第１、第２のいずれか一方の永久磁石で形成される磁束しか磁力に寄与しない。
【００１７】
本発明の一形態のガイド装置によれば、中央磁極の先端部の両端のそれぞれに突部を有しているので、中央磁極がガイドレールに対して発生する磁力にも、ガイドレールの刃の厚み方向の成分を発生させることができる。したがって、ガイド装置の容積を大きくすること無く、ガイドレールの刃の厚み方向に個々のガイド装置が発生する磁力を強めることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】本発明の第１の実施形態のガイド装置を備えるエレベータの乗籠を示す斜視図。
【図２】図１に示したガイド装置のブロック図。
【図３】図２に示したガイド装置の磁石ユニットの斜視図。
【図４】図２中のＦ４−Ｆ４線に沿う磁石ユニットとガイドレールとの平面図。
【図５】図４に示した磁石ユニットがガイドレールに対して刃先の厚み方向に変位した状態の平面図。
【図６】図４に示した磁石ユニットに対して中央磁極の端部の形状が異なる変形例の図。
【図７】図４に示した磁石ユニットに対して中央磁極の端部の形状が異なる変形例の図。
【図８】本発明の第２の実施形態のガイド装置の磁石ユニットを示す斜視図。
【図９】図８に示した磁石ユニットとガイドレールとの位置関係を示す平面図。
【図１０】本発明の第３の実施形態のガイド装置の磁石ユニットを示す斜視図。
【図１１】図１０に示した磁石ユニットとガイドレールとの位置関係を示す平面図。
【図１２】本発明の第４の実施形態のガイド装置の磁石ユニットを示す斜視図。
【図１３】図１２に示した磁石ユニットとガイドレールとの位置関係を示す平面図。
【図１４】図１３に示した磁石ユニットがガイドレールに対しては先の厚み方向に変位した状態の平面図。
【図１５】本発明に係る第５の実施形態のガイド装置の磁石ユニットとガイドレールとの位置関係を示す平面図。
【図１６】図１５に示した磁石ユニットがガイドレールに対して刃先の厚み方向に変位した状態の平面図。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
本発明の第１の実施形態のガイド装置１０は、図１から図５を参照して説明する。このガイド装置１０は、図１に示すように、エレベータ１の乗籠４に設けられている。エレベータ１は、乗籠４の乗口４１側から見て両側部に、強磁性体である鉄製のガイドレール２を一対に配置している。ガイド装置１０は、ガイドレール２に対応して、乗籠４の籠枠４２の上部梁４２１および下部梁４２２のそれぞれ両端部の合計４箇所に装備されている。乗籠４は、巻上機に掛けられたメインロープ３に吊下げられている。各ガイド装置１０は、ガイドレール２の刃２１との間に磁力を生じさせ、乗籠を非接触に保持している。巻上機が駆動することによって、乗籠４は、ガイドレール２に沿って昇降路６を移動する。
【００２０】
この明細書における説明の都合上、図１に示した乗籠４の床４３の中央部を「基準」とし、乗籠４の乗口４１側から乗籠４の中を覗くように見て右方向を「＋Ｘ側」、左方向を「−Ｘ側」、奥側を「＋Ｙ側」、「基準」よりも乗口４１側を「−Ｙ側」、床４３よりも上を「＋Ｚ側」、床４３よりも下を「−Ｚ側」と定義する。また、「基準」から＋Ｘ方向に見て時計回りに回転する方向を「＋Ｕ」、反時計回りに回る方向を「−Ｕ」、「基準」から＋Ｙ方向に見て時計回りに回転する方向を「＋Ｖ」、反時計回りに回る方向を「−Ｖ」、「基準」から＋Ｚ方向に見て時計回りに回転する方向を「＋Ｗ」、反時計回りに回る方向を「−Ｗ」とそれぞれ定義する。
【００２１】
このエレベータ１は、４つのガイド装置１０を統合的に制御することによって、乗籠４の姿勢を安定させ、ガイドレール２に対して非接触に乗籠４を保持する。それぞれのガイド装置１０は、同じ構成を有している。そこで、図１における＋Ｘおよび＋Ｚの位置、乗口４１から見て右上のガイド装置１０を例に以下に説明する。
【００２２】
ガイド装置１０は、図２に示すように、磁石ユニット１１と、台座１２と、センサ部１３と、磁気ガイド制御装置１４とを備える。磁石ユニット１１は、図３に示すように、鉄心１１０と第１の永久磁石１１１と第２の永久磁石１１２と第１の電磁石１１３Ａ，１１３Ｂと第２の電磁石１１４Ａ，１１４Ｂとを有している。
【００２３】
磁石ユニット１１は、図４に示すように、ガイドレール２の刃２１に対して三方向から空間を空けて端部を対抗させるＥ字形状に形成されている。鉄心１１０は、中央磁極１１Ｃを形成する中央鉄心１１０ａと、第１の側部磁極１１Ｓ１を形成する第１の側部鉄心１１０ｂと、第２の側部磁極１１Ｓ２を形成する第２の側部鉄心１１０ｃと、を有する。中央磁極１１Ｃは、ガイドレール２の刃２１の先端面２１ａに対向する位置に空隙を空けて配置される。第１の側部磁極１１Ｓ１は、ガイドレール２の刃２１の−Ｙ側の側面２１ｂに対向する位置に空隙を空けて配置される。第２の側部磁極１１Ｓ２は、ガイドレール２の刃２１の＋Ｙ側の側面２１ｃに対向する位置に空隙を空けて配置される。つまり、第１の側部磁極１１Ｓ１と第２の側部磁極１１Ｓ２とは、ガイドレール２の刃２１をその厚み方向に挟む両側に、互いに対向させて、中央磁極１１Ｃと直交する向きに配置される。
【００２４】
また、中央磁極１１Ｃの先端部は、図４に示すように、ガイドレール２の刃２１の先端面２１ａに対向する両端に、突部１８１，１８２を備えている。突部１８１，１８２は、中央部よりもガイドレール２側に一定の幅が接近して形成されている。したがって、突部１８１，１８２の間は、凹部１８Ｄが形成される。中央磁極１１Ｃの先端部の外のり寸法は、ガイドレール２の刃２１の厚みおよびガイドレールに対する乗籠４の変位許容範囲の和と同じかそれよりも大きく形成される。また、中央磁極１１Ｃの凹部１８Ｄの内のり寸法は、ガイドレール２の刃２１の厚みと同じかそれよりも小さく形成される。さらに、ガイドレール２の刃２１の厚み方向に沿う突部１８１，１８２の外のり寸法は、ガイドレール２の刃２１の厚みおよびガイドレール２に対する乗籠４の変位許容範囲の和以上であることが好ましい。
【００２５】
図３および図４に示すように、第１の永久磁石１１１は、中央鉄心１１０ａと第１の側部鉄心１１０ｂとの間に配置され、第２の永久磁石１１２は、中央鉄心１１０ａと第２の側部鉄心１１０ｃとの間に配置される。第１の永久磁石１１１と第２の永久磁石１１２とは、それぞれ中央磁極１１Ｃに同じ極性が形成されるように配置される。したがって、第１の側部磁極１１Ｓ１と第２の側部磁極１１Ｓ２とは、中央磁極１１Ｃと異なる極性で、かつ同じ極性が形成される。例えば、第１の永久磁石１１１がＮ極を＋Ｘ側に、Ｓ極を−Ｘ側にして配置される場合、第２の永久磁石１１２も同じくＮ極を＋Ｘ側に、Ｓ極を−Ｘ側にして配置され、第１の側部磁極１１Ｓ１および第２の側部磁極１１Ｓ２がＮ極となり、中央磁極１１ＣがＳ極となる。第１の永久磁石１１１および第２の永久磁石の極性の向きが逆に配置されれば、当然、第１の側部磁極１１Ｓ１および第２の側部磁極１１Ｓ２と中央磁極１１Ｃとに形成される極性も逆になる。
【００２６】
図４に示すように、第１の電磁石１１３Ａ，１１３Ｂは、第１の永久磁石１１１を通る第１の磁気回路Ｈ１の第１の主磁束に交差する向きに捲回される第１のコイル１１５Ａ，１１５Ｂを有している。また、第２の電磁石１１４Ａ，１１４Ｂは、第２の永久磁石１１２を通る第２の磁気回路Ｈ２の第２の主磁束に交差する向きに捲回される第２のコイル１１６Ａ，１１６Ｂを有している。第１のコイル１１５Ａは、第１の永久磁石から第１の側部磁極までの間の第１の側部鉄心１１０ｂに装着されており、第１のコイル１１５Ｂは、中央磁極１１Ｃから第１の永久磁石１１１までの間の中央鉄心１１０ａに装着されている。第２のコイル１１６Ａは、第２の永久磁石１１２から第２の側部磁極までの間の第２の側部鉄心１１０ｃに装着されており、第２のコイル１１６Ｂは、中央磁極１１Ｃから第２の永久磁石１１２までの間の中央鉄心１１０ａに装着されている。
【００２７】
台座１２は、図１に示すように乗籠４の籠枠４２の上部梁４２１および下部梁４２２のそれぞれガイドレール２に面した端部に固定され、図４に示すようにガイドレール２の刃２１の表面に対して中央磁極１１Ｃ、第１の側部磁極１１Ｓ１、第２の側部磁極１１Ｓ２がそれぞれ空隙を空けて対向する位置に磁石ユニット１１を保持している。これによって、第１の磁気回路Ｈ１は、第１の永久磁石１１１、第１の側部鉄心１１０ｂ、ガイドレール２の刃２１および中央鉄心１１０ａを通るように形成される。同様に、第２の磁気回路Ｈ２は、第２の永久磁石１１２、第２の側部鉄心１１０ｃ、ガイドレール２の刃２１および中央鉄心１１０ａを通るように形成される。
【００２８】
センサ部１３は、図２に示す磁石ユニット１１およびガイドレール２によって形成される第１の磁気回路Ｈ１および第２の磁気回路Ｈ２に関係する物理量を検出する。このセンサ部１３は、ギャップセンサ１３１ｘ，１３１ｙと電流検出器１３２とで構成されている。ギャップセンサ１３１ｘは、図２に示すように、ガイドレール２の刃２１の先端面２１ａに対向させて台座１２に固定されている。ギャップセンサ１３１ｙは、ガイドレール２の刃２１の−Ｙ側の側面２１ｃに対向させて台座１２に固定されている。電流検出器１３２は、図２に示すように、第１のコイル１１５Ａ，１１５ＢとグランドＧとの間、および第２のコイル１１６Ａ，１１６ＢとグランドＧとの間のそれぞれに接続され、各コイル１１５Ａ，１１５Ｂ，１１６Ａ，１１６Ｂに流れる電流値を検出している。
【００２９】
なお、ギャップセンサ１３１ｙは、第１の側部磁極１１Ｓ１および第２の側部磁極１１Ｓ２がガイドレール２の刃２１に対して刃２１の厚み方向、つまり、Ｙ方向にどの程度変位したかを検出するためのものである。したがって、ギャップセンサ１３１ｙは、ガイドレール２の刃２１の＋Ｙ側の側面２１ｂに面して配置されていてもよいし、＋Ｙ側および−Ｙ側の両方に配置されていてもよい。
【００３０】
磁気ガイド制御装置１４は、センサ部１３で検出される物理量に基づいて電磁石に励磁する電圧を制御することによって、乗籠４をガイドレール２に対して非接触で支持する制御部であって、図２に示すように、制御演算器１４１と、第１のドライバ１４２１および第２のドライバ１４２２とで構成される。制御演算器１４１は、センサ部１３から得られる信号に基づいて、乗籠４をガイドレール２に対して非接触で支持するために磁石ユニット１１の各コイルに印加する電圧を計算する。
【００３１】
第１のドライバ１４２１は、第１のコイル１１５Ａ，１１５Ｂにそれぞれ接続され、制御演算器１４１の出力に基づいて、各コイルに電力を供給する。第２のドライバ１４２２は、第２のコイル１１６Ａ，１１６Ｂにそれぞれ接続され、制御演算器の出力に基づいて、各コイルに電力を供給する。
【００３２】
本実施形態においてセンサ部１３となるギャップセンサ１３１ｘ，１３１ｙおよび電流検出器１３２においてそれぞれ検出される第１の磁気回路Ｈ１および第２の磁気回路Ｈ２に関連する物理量は、中央磁極１１Ｃの突部１８１，１８２とガイドレール２の刃２１の先端面２１ａとの距離、第１または第２の側部磁極とガイドレール２の刃２１との距離、第１のコイル１１５Ａ，１１５Ｂおよび第２のコイル１１６Ａ，１１６Ｂのそれぞれに流れる電流値である。
【００３３】
したがって、制御演算器１４１は、ギャップセンサ１３１ｘ，１３１ｙで検出された距離および供給された電力に基づき電流検出器１３２で検出された電流値を基にフィードバック制御し、第１のドライバ１４２１および第２のドライバ１４２２により、第１のコイル１１５Ａ，１１５Ｂおよび第２のコイル１１６Ａ，１１６Ｂを励磁することで中央磁極１１Ｃ、第１の側部磁極１１Ｓ１、第２の側部磁極１１Ｓ２のそれぞれに作用する磁力を調整し、ガイドレール２に対する隙間を維持する。この結果、乗籠４は、ガイドレール２に対して非接触に保持される。
【００３４】
磁気ガイド制御装置１４は、ギャップセンサ１３１ｘ，１３１ｙで検出される信号の変化がほとんどない場合、非接触な磁力支持状態を維持したまま、電流検出値がゼロに収束するように積分器を介してフィードバック制御することによって、各コイル１１５Ａ，１１５Ｂ，１１６Ａ，１１６Ｂの電流を小さくして行く。外力を受けることなく乗籠４がガイドレール２に対して安定していれば、各コイル１１５Ａ，１１５Ｂ，１１６Ａ，１１６Ｂに流れる電流をゼロにまで収束させることで、非接触な状態に維持するために必要な磁力は、すべて第１の永久磁石１１１および第２の永久磁石１１２の磁力でまかなうことができる。このとき、エレベータ１は、いわゆる「ゼロパワー制御」で乗籠４をガイドレール２に対して非接触に維持することができる。
【００３５】
乗客が乗籠４の床４３の上を移動する、新たに乗客が乗り込む、または乗客が降りるなど、乗籠４の姿勢を変化させる外力が加わると、ギャップセンサ１３１ｘ，１３１ｙおよび電流検出器１３２の検出信号に変化が生じる。したがって、磁気ガイド制御装置１４は、この変化を検出すると、各コイル１１５Ａ，１１５Ｂ，１１６Ａ，１１６Ｂに電力を供給し、外力と磁力がバランスする位置まで乗籠４の姿勢をわずかに変位させる。この変位量は、極めて小さいので、乗客が知覚することはほとんどない。そして、乗籠４の姿勢が再び安定したら、コイル１１５Ａ，１１５Ｂ，１１６Ａ，１１６Ｂに流す電流をゼロに収束させる。この結果、乗籠４に作用する外力とガイド装置１０の磁力とが釣り合い、乗籠４は、姿勢を変位させた状態で保持される。
【００３６】
第１のコイル１１５Ａ，１１５Ｂおよび第２のコイル１１６Ａ，１１６Ｂに電力を供給せず第１の電磁石１１３Ａ，１１３Ｂおよび第２の電磁石１１４Ａ，１１４Ｂの磁力をゼロにした、いわゆる「ゼロパワー制御」のときに、ガイド装置１０が保持力として発揮できる力は、第１の永久磁石１１１および第２の永久磁石１１２の磁力に因る。つまり、ガイドレール２と磁石ユニット１１との相対的な位置関係に応じて、これらの間に第１の永久磁石１１１および第２の永久磁石１１２によって形成される磁力が、乗籠４を保持できるガイド力となる。
【００３７】
以上のように構成されたガイド装置１０の磁石ユニット１１は、乗籠４に外力が作用していない場合、ガイドレール２に対して図４に示す安定した位置関係に保持されている。図４に示すように、第１の永久磁石１１１、第１の側部鉄心１１０ｂ、および中央鉄心１１０ａによって構成される第１の磁気回路Ｈ１の第１の主磁束は、中央磁極１１Ｃの突部１８１を通る。そして、突部１８１とガイドレール２の刃２１の先端面２１ａとの間、および第１の側部磁極１１Ｓ１とガイドレール２の刃２１の−Ｙ側の側面２１ｂとの間に、第１の永久磁石１１１と第１の電磁石１１３Ａ，１１３Ｂとに由来する磁束が形成される。また、第２の永久磁石１１２、第２の側部鉄心１１０ｃ、および中央鉄心１１０ａによって構成される第２の磁気回路Ｈ２の第２の主磁束は、中央磁極１１Ｃの突部１８２を通る。そして、突部１８２とガイドレール２の刃２１の先端面２１ａとの間、および第２の側部磁極１１Ｓ２とガイドレール２の刃２１の＋Ｙ側の側面２１ｃとの間に、第２の永久磁石１１２と第２の電磁石１１４Ａ，１１４Ｂとに由来する磁束が形成される。なお、第１の磁気回路Ｈ１と第２の磁気回路Ｈ２とは、中央鉄心１１０ａとガイドレール２の刃２１の部分で磁気的に接続された同じ部材を通っている。したがって、第１の磁気回路Ｈ１および第２の磁気回路Ｈ２は、互いの磁束密度の変動、すなわち第１の永久磁石１１１と第１の電磁石１１３Ａ，１１３Ｂ、および第２の永久磁石１１２と第２の電磁石１１４Ａ，１１４Ｂの影響を互いに少なからず受ける。
【００３８】
中央磁極１１Ｃ，第１の側部磁極１１Ｓ１，第２の側部磁極１１Ｓ２とガイドレール２の刃２１との間に設けられる空隙は、第１のコイル１１５Ａ，１１５Ｂおよび第２のコイル１１６Ａ，１１６Ｂに流す電流を操作して各空隙に発生する磁力を変化させることによって、調整される。特に、本実施形態の中央磁極１１Ｃは、突部１８１，１８２を備えている。そのため、第１の磁気回路Ｈ１の主磁束および第２の磁気回路Ｈ２の主磁束は、それぞれ突部１８１，１８２を通る。
【００３９】
このとき、中央磁極１１Ｃの先端部の外のり寸法は、ガイドレール２の刃２１の厚みおよびガイドレール２に対する乗籠４の変位許容範囲の和と同じかそれ以上である。そして、突部１８１，１８２の間に作られる凹部１８Ｄの内のり寸法は、ガイドレール２の厚みと同じかそれよりも小さい。つまり、中央磁極１１Ｃの先端部とガイドレール２の刃２１の先端面２１ａとの間に形成される磁束のほとんどが突部１８１，１８２を通過するように形成される。なお、中央磁極１１Ｃとガイドレール２の刃２１の先端面２１ａとの間に形成される磁束の一部は、凹部１８Ｄを通過するように形成される。
【００４０】
したがって、図４に示すように、第１の磁気回路Ｈ１の主磁束に沿って突部１８１とガイドレール２の先端面２１ａとの間に発生する磁力は、ガイドレール２の刃２１が延びる方向に沿う−Ｘ方向の力だけでなく、ガイドレール２の刃２１の厚み方向に沿う−Ｙ方向にもガイドレール２を突部１８１に向けて引き付ける。また、第２の磁気回路Ｈ２の主磁束に沿って突部１８２とガイドレール２の先端面２１ａとの間に発生する磁力は、ガイドレール２の刃２１が延びる方向に沿う−Ｘ方向の力だけではなく、ガイドレール２の刃２１の厚み方向に沿う＋Ｙ方向の力でガイドレール２を突部１８２に向けて引きつける。実際には、ガイドレール２が昇降路６内に固定されているので、ガイド装置１０がガイドレール２に近づく。
【００４１】
このガイド装置１０の磁石ユニット１１において、第１の永久磁石１１１および第２の永久磁石１１２によってそれぞれ形成される磁束の両方が中央磁極１１Ｃを通過する。したがって、第１の側部磁極１１Ｓ１および第２の側部磁極１１Ｓ２が形成する磁束によって生じる磁力よりも強い磁力が、中央磁極１１Ｃとガイドレール２との間に作用している。本実施形態では、突部１８１，１８２を設けていることによって、−Ｘ方向にガイドレール２を引き付けていた磁力の一部を−Ｙ方向および＋Ｙ方向に作用させている。そのため、このガイド装置１０は、Ｙ方向にガイドレール２を保持する能力が向上している。
【００４２】
図４において、乗籠４が−Ｙ方向に外力を受けた場合、ガイドレール２と磁石ユニット１１の相対的な位置が変化する。磁気ガイド制御装置１４は、第１の永久磁石１１１および第２の永久磁石１１２の磁力が外力と釣り合う位置で安定するように、第１の電磁石１１３Ａ，１１３Ｂおよび第２の電磁石１１４Ａ，１１４Ｂを制御する。具体的には、磁気ガイド制御装置１４は、各電磁石を制御して、図５に示すようにガイドレール２に対して＋Ｙ方向に磁石ユニット１１を変位させる。これにより、第１の側部磁極１１Ｓ１がガイドレール２の刃２１の−Ｙ側の側面２１ｂに接近し、第１の側部磁極１１Ｓ１とガイドレール２との間の磁力が強まる。
【００４３】
また、中央磁極１１Ｃの−Ｙ側の突部１８１とガイドレール２の刃２１の先端面２１ａとの相対距離が近くなり、突部１８１と先端面２１ａとの、Ｘ方向の重なり部の面積が広がる。この結果、第１の磁気回路Ｈ１の磁気抵抗が減少し磁束密度が高くなるため、第１の磁気回路Ｈ１全体の磁力が強くなる。さらに、ガイドレール２の刃２１の先端面２１ａと突部１８１との間には、ガイドレール２の先端面２１ａを−Ｘ方向かつ−Ｙ方向へ斜めに引っ張る磁力が形成される。
【００４４】
以上の結果、このガイド装置１０は、第１の側部磁極１１Ｓ１をガイドレール２に接近させることで増加する＋Ｙ方向の磁力の他に、突部１８１とガイドレール２の先端面２１ａとの間に斜めに作用する磁力、および、突部１８１と先端面２１ａとの重なり部面積が大きくなることによって第１の磁気回路Ｈ１中に増加した磁力、によって、乗籠４に作用する外力を相殺する。このように、このガイド装置１０は、ガイドレール２に対して＋Ｙ方向（または−Ｙ方向）に磁石ユニット１１を変位させた場合、第１の側部磁極１１Ｓ１がガイドレール２に接近したことによって磁力が強まる以上に＋Ｙ方向（または−Ｙ方向）の磁力が強まる。
【００４５】
以上のように、ガイド装置１０は、中央磁極１１Ｃに突部１８１，１８２を設けたことによって、ガイドレール２に対して＋Ｙ方向または−Ｙ方向に磁石ユニット１１を変位させた場合の＋Ｙ方向または−Ｙ方向の磁力の増加率が向上する。
【００４６】
以上のように構成されたガイド装置１０を図１に示すように乗籠４の籠枠４２の４つの角に取り付けたエレベータ１において、例えば乗客が乗口４１の近くに立っている場合、乗籠４は、＋Ｙ方向および＋Ｕのトルクを外力として受けるのと同じ状態になる。この外力を「ゼロパワー制御」で保持するために、エレベータ１は、乗口４１の外から乗籠４を見て右上（＋Ｘ，＋Ｚ）および左上（−Ｘ，＋Ｚ）の位置にあるガイド装置１０を＋Ｙ方向へ変位させ、右下（＋Ｘ，−Ｚ）および左下（−Ｘ，−Ｚ）の位置にあるガイド装置１０を−Ｙ方向へ変位させるように制御する。また、乗客が乗籠４の奥に立っている場合、乗籠４は、−Ｙ方向および−Ｕのトルクを外力として受けるのと同じ状態になる。したがって、この外力を「ゼロパワー制御」で保持するために、エレベータ１は、右上（＋Ｘ，＋Ｚ）および左上（−Ｘ，＋Ｚ）の位置にあるガイド装置１０を−Ｙ方向へ変位させるとともに、右下（＋Ｘ，−Ｚ）および左下（−Ｘ，−Ｚ）の位置にあるガイド装置１０を＋Ｙ方向へ変位させるように、各々のガイド装置１０においてセンサ部１３の信号を基に、外力と磁力が釣り合うように制御する。
【００４７】
また、例えば乗口４１の外側から見て乗客が乗口４１のすぐ左内側（−Ｘ，−Ｙ）に立っている場合、乗籠４は、＋Ｘおよび＋Ｙ方向と−Ｖおよび＋Ｕのトルクを外力として受けるのと同じ状態になる。この場合は、「ゼロパワー制御」で乗籠４を保持するため、エレベータ１は、右上（＋Ｘ，＋Ｚ）および左上（−Ｘ，＋Ｚ）の位置にあるガイド装置１０を＋Ｘおよび＋Ｙ方向へ変位させるとともに、右下（＋Ｘ，−Ｚ）および左下（−Ｘ，−Ｚ）の位置にあるガイド装置１０を−Ｘ，−Ｙ方向へ変位させるように、各々のガイド装置１０においてセンサ部１３の信号を基に、外力と磁力が釣り合うように制御する。
【００４８】
図６および図７は、第１の実施形態のガイド装置１０の磁石ユニット１１に対して中央磁極１１Ｃの先端部の形状が異なっている変形例をそれぞれ示す。図６に示すガイド装置１０において、中央磁極１１Ｃの突部１８１，１８２の間に形成される凹部１８Ｄは、丸いグルーブに形成されている。また、図７に示すガイド装置１０において、中央磁極１１Ｃの突部１８１，１８２の間に形成される凹部１８Ｄは、Ｖ字形状のグルーブに形成されている。いずれの場合においても、図４に示したガイド装置１０と同じ機能および効果を発揮する。
【００４９】
以下に、本発明の第２から第５の実施形態のガイド装置１０を説明する。このとき、第１の実施形態のガイド装置１０と同じ機能を有する構成は、各実施形態の図中において同じ符号を付してその説明を省略する。省略された説明は、第１の実施形態の対応する記載を図面とともに参酌するものとする。また、第２から第５の実施形態のガイド装置１０は、第１の実施形態のガイド装置１０と同様に、図１に示すように、ガイドレール２に嵌合するように乗籠４の籠枠４２の上部梁４２１および下部梁４２２のそれぞれ４箇所に配置される。そして、個々のガイド装置１０は、図２に示すように構成され、磁気ガイド制御装置１４によって乗籠４の姿勢が安定するように制御される。
【００５０】
本発明の第２の実施形態のガイド装置１０は、図８および図９を参照して説明する。このガイド装置１０は、第１の実施形態のガイド装置１０と比較した場合、磁石ユニット１１の外周形状が異なっている。このガイド装置１０は、中央磁極１１Ｃから第１の側部磁極１１Ｓ１までの間を接続する区間で隣り合う外周側面１１ａどうし、および中央磁極１１Ｃから第２の側部磁極１１Ｓ２までの間を接続する区間で隣り合う外周側面１１ｂどうしの少なくとも１か所を、９０°以上の角度で接続している。具体的には、図８および図９に示すように、第１の実施形態の磁石ユニット１１の４つのＺ方向に沿う外周角に面取りを施した形である。つまり、中央鉄心１１０ａ、第１の側部鉄心１１０ｂ、および第２の側部鉄心１１０ｃのそれぞれ第１の永久磁石１１１または第２の永久磁石１１２が接続されている側の外周側面を鈍角に形成している。
【００５１】
中央鉄心１１０ａ、第１の側部鉄心１１０ｂ、第２の側部鉄心１１０ｃの外周に形成される磁気回路の磁気抵抗を大きくすることができる。したがって、ガイドレール２と磁石ユニット１１とで形成される第１の磁気回路Ｈ１および第２の磁気回路Ｈ２以外の空間に漏れ出る磁束量を減らすことができる。つまり、第１の磁気回路Ｈ１および第２の磁気回路Ｈ２の内側の磁束密度を高めることによって、大きな磁力をガイドレール２に対して作用させることができる。
【００５２】
本発明の第３の実施形態のガイド装置１０は、図１０および図１１を参照して説明する。このガイド装置１０は、第１の実施形態のガイド装置１０と比較して、少なくとも１つの磁極の外形形状が異なる。ガイド装置１０において、中央磁極１１Ｃ、第１の側部磁極１１Ｓ１、第２の側部磁極１１Ｓ２は、ガイドレール２に近づくにつれて断面積が減少する先細りに形成されている。このとき、ガイドレール２が延びる方向に対して交差する平面に沿う断面において、図１０および図１１に示すような各磁極の端部を先窄まりの形状にすることによって、中央磁極１１Ｃ、第１の側部磁極１１Ｓ１、第２の側部磁極１１Ｓ２の先端部における磁束密度は、高まる。したがって、ガイドレール２と中央磁極１１Ｃ、第１の側部磁極１１Ｓ１、第２の側部磁極１１Ｓ２との間に強い磁力を発生させることができる。
【００５３】
また、第１の実施形態のガイド装置１０における磁極間距離と本実施形態のガイド装置１０のそれとを比較した場合、図１１に示すように、個々の磁極が先窄まりであるため、中央磁極１１Ｃから第１の側部磁極１１Ｓ１までの最短距離、および中央磁極１１Ｃから第２の側部磁極１１Ｓ２までの最短距離が、それぞれ大きい。したがって、中央磁極１１Ｃと第１の側部磁極１１Ｓ１との間、および中央磁極１１Ｃと第２の側部磁極１１Ｓ２との間のそれぞれにおいて、ガイドレール２を通ることなく直接接続される磁束を、減らすことができる。
【００５４】
ガイドレール２の刃２１の厚み方向に沿う中央磁極１１Ｃの先端面の幅は、ガイドレール２の刃２１の厚みとガイドレール２に対する乗籠４の変位許容範囲の和以上にする。乗籠４の変位許容範囲内において、ガイドレール２に対してガイド装置１０が変位した場合でも、ガイドレール２の先端面２１ａに対する正面の位置から中央磁極１１Ｃの先端面が外れないので、ガイドレール２と中央磁極１１Ｃとの間に安定した磁力を維持することができる。
【００５５】
本発明の第４の実施形態のガイド装置１０は、図１２から図１４を参照して説明する。このガイド装置１０は、第１の実施形態のガイド装置１０と比較した場合、磁石ユニット１１の外周形状および少なくとも１つの磁極の外形形状が異なっている。簡単に言うと、このガイド装置１０は、第１の実施形態のガイド装置１０から第２の実施形態のガイド装置１０および第３の実施形態のガイド装置１０への変更点を足し合わせた形状を有している。
【００５６】
図１２および図１３に示すように、ガイド装置１０は、中央磁極１１Ｃから第１の側部磁極１１Ｓ１までの間を接続する区間で隣り合う外周側面１１ａどうし、および中央磁極１１Ｃから第２の側部磁極１１Ｓ２までの間を接続する区間で隣り合う外周側面１１ｂどうしを、９０°以上の角度で接続している。具体的には、図１２に示すように、第１の実施形態の磁石ユニット１１のＺ方向に沿う４つの外周角に面取りを施した形である。つまり、中央鉄心１１０ａ、第１の側部鉄心１１０ｂ、および第２の側部鉄心１１０ｃのそれぞれ第１の永久磁石１１１または第２の永久磁石１１２が接続されている側の外周側面を鈍角に形成している。
【００５７】
これによって、中央鉄心１１０ａ、第１の側部鉄心１１０ｂ、第２の側部鉄心１１０ｃの外周に形成される磁気回路の磁気抵抗を大きくすることができる。したがって、ガイドレール２と磁石ユニット１１とで形成される第１の磁気回路Ｈ１および第２の磁気回路Ｈ２以外の空間に漏れ出る磁束量を減らすことができる。つまり、第１の磁気回路Ｈ１および第２の磁気回路Ｈ２の内側の磁束密度を高めることによって、大きな磁力をガイドレール２に対して作用させることができる。
【００５８】
また、ガイド装置１０において、中央磁極１１Ｃ、第１の側部磁極１１Ｓ１、第２の側部磁極１１Ｓ２は、ガイドレール２に近づくにつれて断面積が減少する先細りに形成されている。このとき、ガイドレール２が延びる方向に対して交差する平面に沿う断面において、図１３に示すように各磁極の端部を先窄まりの形状にすることによって、中央磁極１１Ｃ、第１の側部磁極１１Ｓ１、第２の側部磁極１１Ｓ２の先端部における磁束密度は、高まる。したがって、ガイドレール２と中央磁極１１Ｃ、第１の側部磁極１１Ｓ１、第２の側部磁極１１Ｓ２との間に強い磁力を発生させることができる。
【００５９】
また、第１の実施形態のガイド装置１０における磁極間距離と本実施形態のガイド装置１０のそれとを比較した場合、図１３に示すように、個々の磁極が先窄まりであるため、中央磁極１１Ｃから第１の側部磁極１１Ｓ１までの最短距離、および中央磁極１１Ｃから第２の側部磁極１１Ｓ２までの最短距離が、それぞれ大きい。したがって、中央磁極１１Ｃと第１の側部磁極１１Ｓ１との間、および中央磁極１１Ｃと第２の側部磁極１１Ｓ２との間のそれぞれにおいて、ガイドレール２を通ることなく直接接続される磁束を、減らすことができる。
【００６０】
ガイドレール２の刃２１の厚み方向に沿う中央磁極１１Ｃの先端面の幅は、ガイドレール２の刃２１の厚みとガイドレール２に対する乗籠４の変位許容範囲の和以上にする。乗籠４の変位許容範囲内において、ガイドレール２に対してガイド装置１０が変位した場合でも、ガイドレール２の先端面２１ａに対する正面の位置から中央磁極１１Ｃの先端面が外れないので、ガイドレール２と中央磁極１１Ｃとの間に安定した磁力を維持することができる。
【００６１】
また、図１３に示すように、第１の磁気回路Ｈ１の主磁束は、中央磁極１１Ｃの突部１８１を通り、第２の磁気回路Ｈ２の主磁束は、中央磁極１１Ｃの突部１８２を通ることによって、磁束がガイドレール２の刃２１の先端面２１ａに対して斜めに形成される。したがって、中央磁極１１Ｃは、−Ｘ方向のみならず、突部１８１によって−Ｙ方向に、突部１８２によって＋Ｙ方向に、ガイドレール２を引き付けるように磁力を作用させている。
【００６２】
そこで、−Ｙ方向に乗籠４が外力を受けた場合、第１の実施形態同様に、ガイド装置１０は、図１４に示すように、乗籠４を＋Ｙ方向に変位するように磁気ガイド制御装置１４によって制御される。この結果、受けた外力に対して磁石ユニット１１の第１の永久磁石１１１および第２の永久磁石１１２の磁力が釣り合う。
【００６３】
図１４に示すように、ガイド装置１０がガイドレール２に対して＋Ｙ方向に変位している場合、中央磁極１１Ｃの−Ｙ側の突部１８１が、ガイドレール２の刃２１の先端面２１ａに正対する面積を増加する。また、＋Ｙ側の突部１８２は、ガイドレール２の先端面２１ａに正対する面積が減少するか、全く正対しなくなる。その結果、ガイドレール２に接近している側、図１４では第１の側部磁極１１Ｓ１側に形成される第１の磁気回路Ｈ１の磁束が増え、磁力が強くなる。また、突部１８１とガイドレール２の先端面２１ａとの間には、−Ｙ方向成分を有した磁力が斜めに作用している。つまり、中央磁極１１Ｃが発生する磁力は、第１の側部磁極１１Ｓ１の磁力を補助する。したがって、このガイド装置１０は、磁束を集中させたことによって、第１の実施形態のガイド装置１０よりも乗籠４を支える力が向上する。
【００６４】
本発明の第５の実施形態のガイド装置１０は、図１５および図１６を参照して説明する。このガイド装置１０は、中央磁極１１Ｃの先端部の形状が第１の実施形態のガイド装置１０と異なっている。このガイド装置１０において中央磁極１１Ｃの突部１８１，１８２の間に形成される凹部１８Ｄの内のり寸法は、図１５に示すようにガイドレール２の刃２１の厚みおよびガイドレール２に対する乗籠４の変位許容範囲の和よりも大きい。また、突部１８１，１８２の先端は、乗籠４の変位許容範囲でガイドレール２の刃２１が延びる−Ｘ方向にもっともガイドレール２に近づいた位置にあるときに、ガイドレール２の刃２１の先端面２１ａを越えて延びている。つまり、乗籠４がガイドレール２の刃２１に向かって接近する方向へ変位した場合、中央磁極１１Ｃは、ガイドレール２の先端部を取り囲むようになる。
【００６５】
ガイド装置１０の第１の永久磁石１１１および第２の永久磁石１１２によって中央磁極１１Ｃに配される磁束のほとんどは、図１５中に破線で示した主磁束のように、中央磁極１１Ｃの両脇から延びた突部１８１，１８２のガイドレール２に面した側から、ガイドレール２の−Ｙ側の側面および＋Ｙ側の側面へ、斜めにもしくはガイドレール２の刃２１の厚み方向に沿って形成される。したがって、本実施形態のガイド装置１０は、第１から第４の実施形態のガイド装置１０よりも−Ｙ方向、または＋Ｙ方向に、大きな磁力を中央磁極１１Ｃによって発生させることができる。
【００６６】
乗籠４が−Ｙ方向に外力を受けた場合、ガイド装置１０は、磁石ユニット１１が図１６に示すように＋Ｙ側に変位するように、磁気ガイド制御装置１４によって第１の電磁石１１３Ａ，１１３Ｂおよび第２の電磁石１１４Ａ，１１４Ｂを制御する。これにより、第１の側部磁極１１Ｓ１がガイドレール２の−Ｙ側の側面２１ｂに接近することによって第１の側部磁極１１Ｓ１とガイドレール２との間の磁気抵抗が減少し、磁力が強められるほかに、突部１８１が−Ｙ側の側面２１ｂに接近することによって突部１８１とガイドレール２との間の磁気抵抗が減少し、突部１８１によって−Ｙ方向にガイドレール２を引き付ける磁力、実際にはガイドレール２が固定されているので、ガイド装置１０を＋Ｙ方向に変位させる磁力、が強められる。したがって、ガイド装置１０は、第１の永久磁石１１１および第２の永久磁石１１２によって、第１から第４の実施形態のガイド装置１０よりもＹ方向に強い磁力を発揮させることができる。
【００６７】
また、図１５および図１６に示すように、凹部１８Ｄの底部は、ガイドレール２の刃２１の先端面２１ａに対して一定の距離にある。したがって、乗籠４が−Ｘ方向に外力を受けた場合、ガイドレール２に対して接近する＋Ｘ方向にガイド装置１０を磁気ガイド制御装置１４で変位させることで、ガイド装置１０は、受けた外力に対して、第１の永久磁石１１１および第２の永久磁石１１２による磁力を釣り合わせることができる。
【符号の説明】
【００６８】
１…エレベータ、２…ガイドレール、４…乗籠、１０…ガイド装置、１１…磁石ユニット、１１Ｃ…中央磁極、１１Ｓ１…第１の側部磁極、１１Ｓ２…第２の側部磁極、１２…台座、１３…センサ部、１４…磁気ガイド制御装置（制御部）、１８Ｄ…凹部、２１…（ガイドレールの）刃、２１ａ…（ガイドレールの刃の）先端面、１１０…鉄心、１１１…第１の永久磁石、１１２…第２の永久磁石、１１３Ａ，１１３Ｂ…第１の電磁石、１１４Ａ，１１４Ｂ…第２の電磁石、１１５Ａ，１１５Ｂ…第１のコイル、１１６Ａ，１１６Ｂ第２のコイル、１８１，１８２…突部、Ｈ１…第１の磁気回路、Ｈ２…第２の磁気回路。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
昇降路に鉛直方向に敷設され磁性体からなる一対のガイドレールと、
電磁石および永久磁石を有し前記ガイドレールの刃に対して三方向から空隙を空けて磁極を対向させる磁石ユニットと、
前記ガイドレールの間に配置される乗籠に前記磁石ユニットを固定する台座と、
前記ガイドレールおよび前記磁石ユニットによって形成される磁気回路中の物理量を検出するセンサ部と、
前記物理量に基づいて前記電磁石に流す電流を制御することによって前記乗籠を前記ガイドレールに対して非接触で支持する制御部と、
前記磁石ユニットの前記磁極のうち前記ガイドレールの刃の先端面に対向する中央磁極の先端部の両端のそれぞれに、中央部よりも前記ガイドレール側へ接近して形成された突部と、
を備えることを特徴とするガイド装置。
【請求項２】
前記中央磁極の前記突部の間に形成される凹部の内のり寸法は、
前記ガイドレールの刃の厚みと同じかそれよりも小さいことを特徴とする請求項１に記載のガイド装置。
【請求項３】
前記ガイドレールの刃の厚み方向に沿う前記中央磁極の先端部の外のり寸法は、
前記ガイドレールの刃の厚みおよび前記ガイドレールに対する前記乗籠の変位許容範囲の和と同じかそれよりも大きいことを特徴とする請求項１に記載のガイド装置。
【請求項４】
前記ガイドレールの刃の厚み方向に沿う前記中央磁極の前記突部の外のり寸法は、
前記ガイドレールの刃の厚みおよび前記ガイドレールに対する前記乗籠の変位許容範囲の和以上であることを特徴とする請求項１に記載のガイド装置。
【請求項５】
前記中央磁極の前記突部の間に形成される凹部の内のり寸法は、前記ガイドレールの刃の厚みおよび前記ガイドレールに対する前記乗籠の変位許容範囲の和よりも大きく、
前記中央磁極の前記突部の先端は、前記乗籠の変位許容範囲で前記ガイドレールの刃の延びる方向に最も近づいた位置にあるときに、前記ガイドレールの刃の先端面を越えて延びていることを特徴とする請求項１に記載のガイド装置。
【請求項６】
前記磁石ユニットの磁極のうち前記中央磁極以外の他の２つの磁極は、
前記中央磁極と異なる極性を有し前記ガイドレールの刃をその厚み方向に挟む両側にそれぞれ対向させて前記中央磁極と直交する向きに配置される同極の第１の側部磁極および第２の側部磁極であって、
前記磁石ユニットは、
前記中央磁極、前記第１の側部磁極、前記第２の側部磁極をそれぞれ端部に有する鉄心と、
前記中央磁極および前記第１の側部磁極にそれぞれの極性を形成する向きで前記中央磁極から前記第１の側部磁極までの間に配置される第１の永久磁石と、
前記中央磁極および前記第２の側部磁極にそれぞれの極性を形成する向きで前記中央磁極から前記第２の側部磁極までの間に配置される第２の永久磁石と、
前記第１の永久磁石を通る第１の磁気回路の第１の主磁束に交差する向きに前記鉄心に捲回された第１のコイルを有する第１の電磁石と、
前記第２の永久磁石を通る第２の磁気回路の第２の主磁束に交差する向きに前記鉄心に捲回された第２のコイルを有する第２の電磁石と
を有する
ことを特徴とする請求項１から請求項５のいずれか１項に記載のガイド装置。
【請求項７】
前記磁石ユニットは、
前記中央磁極から前記第１の側部磁極までの間を接続する区間で隣り合う外周側面どうし、および前記中央磁極から前記第２の側部磁極までの間を接続する区間で隣り合う外周側面どうしの少なくとも１か所は、９０°以上の角度で接続されている
ことを特徴とする請求項６に記載のガイド装置。
【請求項８】
前記中央磁極、前記第１の側部磁極、前記第２の側部磁極の少なくとも一つは、前記ガイドレール側に近づくにつれて断面積が減少する先細りに形成されている
ことを特徴とする請求項６に記載のガイド装置。
【請求項９】
前記第１のコイルは、前記中央磁極から前記第１の永久磁石までの間、および前記第１の永久磁石から前記第１の側部磁極までの間の、少なくとも一方に設けられ、
前記第２のコイルは、前記中央磁極から前記第２の永久磁石までの間、および前記第２の永久磁石から前記第２の側部磁極までの間の、少なくとも一方に設けられている
ことを特徴とする請求項６に記載のガイド装置。
【請求項１０】
前記制御部は、
前記物理量に基づいて前記乗籠の姿勢を安定させるとともに、前記乗籠に作用する外力の有無にかかわらず前記電磁石に流れる電流をゼロに収束させるように前記電磁石に流す電流を制御する
ことを特徴とする請求項１から請求項９のいずれか１項に記載のガイド装置。
【請求項１】
昇降路に鉛直方向に敷設され磁性体からなる一対のガイドレールと、
電磁石および永久磁石を有し前記ガイドレールの刃に対して三方向から空隙を空けて磁極を対向させる磁石ユニットと、
前記ガイドレールの間に配置される乗籠に前記磁石ユニットを固定する台座と、
前記ガイドレールおよび前記磁石ユニットによって形成される磁気回路中の物理量を検出するセンサ部と、
前記物理量に基づいて前記電磁石に流す電流を制御することによって前記乗籠を前記ガイドレールに対して非接触で支持する制御部と、
前記磁石ユニットの前記磁極のうち前記ガイドレールの刃の先端面に対向する中央磁極の先端部の両端のそれぞれに、中央部よりも前記ガイドレール側へ接近して形成された突部と、
を備えることを特徴とするガイド装置。
【請求項２】
前記中央磁極の前記突部の間に形成される凹部の内のり寸法は、
前記ガイドレールの刃の厚みと同じかそれよりも小さいことを特徴とする請求項１に記載のガイド装置。
【請求項３】
前記ガイドレールの刃の厚み方向に沿う前記中央磁極の先端部の外のり寸法は、
前記ガイドレールの刃の厚みおよび前記ガイドレールに対する前記乗籠の変位許容範囲の和と同じかそれよりも大きいことを特徴とする請求項１に記載のガイド装置。
【請求項４】
前記ガイドレールの刃の厚み方向に沿う前記中央磁極の前記突部の外のり寸法は、
前記ガイドレールの刃の厚みおよび前記ガイドレールに対する前記乗籠の変位許容範囲の和以上であることを特徴とする請求項１に記載のガイド装置。
【請求項５】
前記中央磁極の前記突部の間に形成される凹部の内のり寸法は、前記ガイドレールの刃の厚みおよび前記ガイドレールに対する前記乗籠の変位許容範囲の和よりも大きく、
前記中央磁極の前記突部の先端は、前記乗籠の変位許容範囲で前記ガイドレールの刃の延びる方向に最も近づいた位置にあるときに、前記ガイドレールの刃の先端面を越えて延びていることを特徴とする請求項１に記載のガイド装置。
【請求項６】
前記磁石ユニットの磁極のうち前記中央磁極以外の他の２つの磁極は、
前記中央磁極と異なる極性を有し前記ガイドレールの刃をその厚み方向に挟む両側にそれぞれ対向させて前記中央磁極と直交する向きに配置される同極の第１の側部磁極および第２の側部磁極であって、
前記磁石ユニットは、
前記中央磁極、前記第１の側部磁極、前記第２の側部磁極をそれぞれ端部に有する鉄心と、
前記中央磁極および前記第１の側部磁極にそれぞれの極性を形成する向きで前記中央磁極から前記第１の側部磁極までの間に配置される第１の永久磁石と、
前記中央磁極および前記第２の側部磁極にそれぞれの極性を形成する向きで前記中央磁極から前記第２の側部磁極までの間に配置される第２の永久磁石と、
前記第１の永久磁石を通る第１の磁気回路の第１の主磁束に交差する向きに前記鉄心に捲回された第１のコイルを有する第１の電磁石と、
前記第２の永久磁石を通る第２の磁気回路の第２の主磁束に交差する向きに前記鉄心に捲回された第２のコイルを有する第２の電磁石と
を有する
ことを特徴とする請求項１から請求項５のいずれか１項に記載のガイド装置。
【請求項７】
前記磁石ユニットは、
前記中央磁極から前記第１の側部磁極までの間を接続する区間で隣り合う外周側面どうし、および前記中央磁極から前記第２の側部磁極までの間を接続する区間で隣り合う外周側面どうしの少なくとも１か所は、９０°以上の角度で接続されている
ことを特徴とする請求項６に記載のガイド装置。
【請求項８】
前記中央磁極、前記第１の側部磁極、前記第２の側部磁極の少なくとも一つは、前記ガイドレール側に近づくにつれて断面積が減少する先細りに形成されている
ことを特徴とする請求項６に記載のガイド装置。
【請求項９】
前記第１のコイルは、前記中央磁極から前記第１の永久磁石までの間、および前記第１の永久磁石から前記第１の側部磁極までの間の、少なくとも一方に設けられ、
前記第２のコイルは、前記中央磁極から前記第２の永久磁石までの間、および前記第２の永久磁石から前記第２の側部磁極までの間の、少なくとも一方に設けられている
ことを特徴とする請求項６に記載のガイド装置。
【請求項１０】
前記制御部は、
前記物理量に基づいて前記乗籠の姿勢を安定させるとともに、前記乗籠に作用する外力の有無にかかわらず前記電磁石に流れる電流をゼロに収束させるように前記電磁石に流す電流を制御する
ことを特徴とする請求項１から請求項９のいずれか１項に記載のガイド装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【公開番号】特開２０１１−５７３４３（Ｐ２０１１−５７３４３Ａ）
【公開日】平成２３年３月２４日（２０１１．３．２４）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００９−２０７３１５（Ｐ２００９−２０７３１５）
【出願日】平成２１年９月８日（２００９．９．８）
【出願人】（３９００２５２６５）東芝エレベータ株式会社 (2,543)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２３年３月２４日（２０１１．３．２４）
【国際特許分類】
【出願日】平成２１年９月８日（２００９．９．８）
【出願人】（３９００２５２６５）東芝エレベータ株式会社 (2,543)
【Ｆターム（参考）】
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